基于子模型技术的梁式转换框支剪力墙结构地震损伤数值模拟

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1、基于子模型技术的梁式转换框支剪力墙结构地震损伤数值模拟重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：王鹏指导教师：龙渝川副教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月NumericalSimulationofSeismicDamageofFrame-supportedShearWallStructurewithTransferBeamBasedonSubmodelingTechniqueAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFul

2、fillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByWangPengSupervisedbyAsso.ProLongYuchuanSpecialty：CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要梁式转换框支剪力墙结构底部加强区包含落地剪力墙、转换梁、框支柱等多种形状不一、尺寸不同的构件，在地震作用下受

3、力复杂，有必要深入分析其损伤和塑性应力、应变等微观性能指标。本文将有限单元法中的子模型技术引入到梁式转换框支剪力墙结构的地震损伤分析中，建立了结构底部加强区的子模型，借助通用有限元软件ABAQUS重点分析了结构底部加强区在罕遇地震作用下的损伤情况。按照我国现行规范的规定设计了一栋梁式转换的部分框支剪力墙结构，首先对总体模型进行多遇地震下的弹性时程分析，得到了整体结构的层间位移角、顶点位移、基底剪力等结构宏观性能指标，并与规范规定值作比较，验证了整体结构设计的合理性。然后将底部加强区取为子模型，并将子模

4、型的网格细化一倍，以节点位移插值的方式将粗网格总体模型切割边界上的节点位移计算结果插值到子模型细化网格切割边界的节点上，令其成为子模型的位移边界条件之一，并运行子模型分析，计算了子模型在多遇地震作用下的节点位移、层间位移、基底剪力、剪力墙肢的应力云图趋势，并与总体模型对应区域的分析结果比较。结果表明这四个指标与总体模型的计算结果吻合较好，从而证明了子模型技术在梁式转换框支剪力墙结构地震反应分析中是可行的以及子模型选取方案是合理的。最后计算了总体模型在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角等宏观性能指标，并采

5、用子模型技术重点分析了底部加强区剪力墙、框支梁等关键构件的应力、应变、损伤等微观指标，结果表明，底部加强区的剪力墙肢损伤较小，按照多遇地震作用设计的转换梁在罕遇地震作用下能够保持足够的承载能力。关键词：梁式转换框支剪力墙，子模型，节点位移插值，地震损伤I英文摘要ABSTRACTThebottomstrengtheningareaofframe-supportedshearwallstructurewithtransferbeamcontainsavarietyofdifferentcomponents

6、havingdifferentshapeandsize,suchasshearwall,transferbeam,frame-supportingcolumnandsoon,whichengendercomplexforceunderseismicaction,soitisnecessarytodeeplyanalyzeitsdamageandplasticstressandstrain.Inthispaper,thesubmodelingtechniqueisintroducedintothenum

7、ericalsimulationofseismicdamageofframe-supportedshearwallwithtransferbeam,thesubmodelofstructuralbottomstrengtheningregionisbuilt.WiththeaidofgeneralfiniteelementanalysissoftwareABAQUS,thedamageinbottomstrengtheningareaunderrareseismicactionisanalyzedem

8、phatically.Aframe-supportedshearwallusingtransferbeamconversionisdesignedaccordingtothecurrentcodes.First,theelastictime-historyanalysisoftheglobalmodelisrunnedunderfrequentseismicaction,andthemacroscopicperformancemetricssuchasi