钢筋混凝土墙静力弹塑性分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年12月第4卷第4期深圳土木与建筑VOL．4No．4DEC2007钢筋混凝土墙静力弹塑性分析何涛(哈尔滨工业大学建筑设计研究院深圳分院)【摘要】以天津市审图中心对“天津滨海新区公交总站业务用房”提出验算屋顶钢筋混凝土装饰墙整体稳定的审查意见为背景，利用大家熟悉的软件SATWE与目前正迅速推广的SAP2000相结合，对钢筋混凝土装饰墙进行基于受力I}生能的静力弹塑性(PUSH-OVER)分析。本次分析不仅考虑了材料和大变形引起的非线性，同时也简单地考虑了由施_r-i~差引起

2、的几何非线性。【关键词】钢筋混凝土装饰墙整体稳定分析分层壳单元第一类稳定分析第二类稳定分析1．引言次计算将考虑施工误差、材料非线性、几何非线性随着结构理论以及计算软件的日益完善，对于的影响，对构件进行静力弹塑性全过程推覆分析。曾经困扰设计人员的非线性分析问题现在已经能够比3．分析软件及软件用途较容易地解决了。非线性分析包括三类问题：①材料1PKPM系列的SATWE：钢筋混凝土装饰墙在非线性，②接触非线性，③几何非线性。整体稳定分SATWE整体模型中创建，求得地震和风作用下墙底最析包括了材料和几何这两类非线性。本文先用SATWE

3、大的剪力，用于比较。对钢筋混凝土装饰墙进行弹性分析，然后再用新版的2CSI系列的SAP2000Vl1：进行第一类和第SAP2000进行弹塑性分析，并比较得出结论。本文的二类稳定分析，求得构件静力弹塑性全过程推覆情目的不在于对稳定理论进行广泛而深入的探究，而是况下的性能，进行安全评估。想通过广大设计人员能掌握的软件作出准确和快速的4．分析原理及过程判断，从而把握设计的方向。a)SATWE的分析原理及过程略2．分析要求b)SAP2000的分析原理及过程：根据天津市审图中心就“天津滨海新区公交总(1)构件单元模型和材料本构关系：站业

4、务用房工程”提出的审图意见要求，对屋顶标高构件采用分层壳单元，分别由内外钢筋层和中22．5米处，4米高，0．2米宽的钢筋混凝土装饰墙进间的混凝土层组成(见图1)，钢筋面积和规格以行地震和风荷作用下的稳定验算。由于该墙顶端没有及混凝土强度等级均按实际输入，钢筋和混凝土材不动支座支撑，因而不符合《高层建筑混凝土结构料分别具有各自的非线性本构关系(见图2)。混技术规程》附录D关于墙体稳定计算的前提条件，本凝土的本构关系是根据《混凝土结构设计规范》附Z㈤图1分层壳单元何涛，男，哈尔滨工业大学建筑设计研究院深圳分院地址：深圳市福田区下梅

5、林碧云天碧4栋305邮编：51804994维普资讯http://www.cqvip.com2007年12月第4卷第4期深圳土木与建筑VOL．4No．4DEC2007录C确定。推倒，求得墙底Y向总剪力与单元节点位移的曲线(2)分析步骤：图，根据曲线图中极限点对应的极限墙底Y向总剪力①根据施工图该位置实际尺寸建立全三维几何模与临界屈曲墙底Y向总剪力比较，从而可以判断第二型类稳定分析是否正确，极限墙底Y向总剪力与SATWE②墙顶沿弱轴方向(整体坐标Y向)作用单位的墙底Y向总剪力Y向总弯矩比较，从而可以判断该水平力，进行第一类稳定分析

6、，求出屈曲水平力放墙体是否安全。大系数，放大系数与单位水平力的乘积为墙失稳时的屈曲临界力。由于第一类稳定计算采用的是特征值法，考虑的是理想状态下的线性摄动，因此不能做为评判标准，但通过第一类稳定分析可以判断结构最不利的振型，将其对应下的几何形状做为初始几何刚度(见图3)，用于模拟施工误差，取最大处误差为墙高的1／200，屈曲临界力可做为失稳时的上限值，具有参考意义。③通过第一类稳定分析，得到了用于考虑施工的新几何关系，接下来进行静力非线性第二类稳定分析，采用的是与第一类稳定时相同位置和方向的单位力，并在考虑P一△效应的影响下使

7、之不断加大直至Strain(_／_)考虑施工误差后用于进行第二类分析的模型透视图及单位力作用位置和方向l一l‘¨，～⋯卜＼p一-～+一}一一⋯一(宽度为y向，长度为x向)l／}＼图3考虑施工误差的几何模型}＼5．分析结果～(1)SATWE分析结果如下：{通过查询该处墙柱信息可知平面外的墙底最不利√———1的水平剪力是由该方向的水平地震产生，根据《建13‰’’¨’tl'’tl'’-2．72xl0"：筑抗震设计规范》5．4．1条结构构件地震作用效应和一●I{'{Mou=e⋯Poln~⋯—气h——其他荷载效应的基本组合，计算公式可得

8、：a混凝土本构关系S=YGSG8+YEhSFhk+YESFk+YSwwwkStraln(--l_)=1．2(1．3+0．5×0．1)+1．3×(15．82+0．85×142)／2{l{l=28KN；———／I该方向总的地震水平力：2X28=56KN{}il}(2)SAP200