砌体结构在地震下的非线性计算模型

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1、四川建筑科学研究第37卷第6期170SichuanBuildingScience2011年12月砌体结构在地震下的非线性计算模型许浒，赵世春，叶列平，陆新征(1．西南交通大学土木工程学院，四川成都610031；2．抗震工程技术四川省重点实验室，四川成都610031；3．清华大学土木工程系，北京100084)摘要：针对目前砌体结构计算模型在弹塑性动力时程分析中的不足，本文采用一种三弹簧单元宏观模型进行整体结构的非线性计算。首先，将其计算结果与单片砌体构件试验结果对比，验证了模型的准确性；随后，采用该模型对一简单空间砌体结构进行静力和动力分析，并计算了不同地震烈度下的结构响应，得到令人较为满意的结

2、果。以层问位移角定义了各墙体构件的弹性、破坏和极限3个阶段，对整体结构的损伤情况给予了评价，并提出以竖向承载构件完全失效作为结构倒塌的判别准则，使三弹簧单元模型在砌体结构抗震研究方面具备一定的适用性。关键词：砌体结构；三弹簧单元模型；滞回性能；非线性计算中图分类号：TU375．6文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)06—170—06Anumericalmodelfornon．1ineardynamicanalysisofmasonrystructuressubjectedtogroundmotionXUHu，ZHA0Shichun，YELieping3LUXinzheng3，

3、(1．TheCollegeofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China；2．KeyLaboratoryofSeismicEngineeringofSichuanProvince，Chengdu610031，China；3．DepartmentofCivilEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Accordingtothedisadvantagesofpresentnumericalmodelforelastic—plastic

4、seismicresponseanalysisofmasonrystructures，amacronumericalmodelconsistsofthreespringelementsisusedfornon-linearcalculationofthewholestructure．First，theaccuracyofthreespringelementsmodel(TSEM)istestifiedbycomparingwiththeexperimentalresultofsinglespecimenofmasonrywal1．ThentheTSEMisusedforstaticanddyn

5、amicanalysisofasimplespatialmasonrystructure，responsesofthestructureunderdiferentseismicintensityarecalculatedaswell，andtheresultissatisfied．Thedamageevolutionofeachwallisclassifiedtothreeelasticstage，failurestageandultimatestagebystorydriftangle，toevaluatedamagestatusofthewholestructure．Inaddition，

6、completelyfailureoftheverticalloadbearingcomponentsisusedasthecriterionofcolapse，toimprovetheapplicabilityoftheTSEMonseismicresistanceresearchofmasonrystructures．Keywords：masonrystructure；threespringelementsmodel(TSEM)；hystereticbehavior；nonlinearanalysis主要是以壳单元和实体单元进行模拟；按模型类型0引言划分，主要有离散元模型和连续介质模型；按

7、计算方一直以来，国内外学者对砌体结构的数值分析法划分，主要有隐式积分法和显式积分法。采用其做了大量的研究工作，但基于砌体是一种各向异性中某些方法刮所获得的砌体在静力荷载下的力一的多相复合材料，其材料的非线性往往是数值计算位移相关曲线以及破坏模式，与试验结果吻合较好，的关键和难点。近年来，随着计算机性能的高速发但是上述方法都是适用于构件层次的，若应用到整展和数值算法的日益完善，对砌体结构的有限元分体