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《钢筋混凝土双肢剪力墙静力弹塑性分析_陈勤》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第1期计算力学学报Vol.22,No.12005年2月ChineseJournalofComputationalMechanicsFebruary2005文章编号:1007-4708(2005)01-0013-07钢筋混凝土双肢剪力墙静力弹塑性分析*陈勤,钱稼茹(清华大学土木工程系,北京100084)摘要:建立了由墙肢单元模型、连梁单元模型和连接单元模型组成的钢筋混凝土双肢剪力墙的静力弹塑性分析计算模型。墙肢单元采用以有限元为基础的宏模型;按是否出现对角线剪切破坏,分别建立短连梁计算模型和长连梁计算模型;为计及连梁与墙肢连接界面的相对位移,建立用复合弹簧模拟的连接单元计算模型;给出了
2、确定模型参数的方法。对有关文献的短连梁和长连梁双肢剪力墙试件进行了静力弹塑性分析,分析结果与试验结果符合较好。关键词:双肢剪力墙;连梁;连接;静力弹塑性分析中图分类号:TV33文献标识码:A1引言2短连梁计算模型短连梁的计算模型如图1所示,由水平轴向弹静力弹塑性分析是建筑结构基于性能抗震设簧和竖向广义剪切弹簧组成,刚度分别为Kn和计的计算手段,由静力弹塑性分析得到的结构能力Kv。称为广义剪切弹簧的原因是,弹簧表示的变形曲线,常用于评估结构是否有能力达到预期的性能。钢筋混凝土联肢剪力墙是高层、超高层建筑的为连梁中点的竖向位移,由剪力和弯矩共同产生。主要抗侧力构件,本文建立了联肢剪力墙的静力弹连
3、梁两端i和j各有轴向、剪切和弯曲三个自由度,塑性分析计算模型。联肢墙由墙肢和连梁两种构件即{uiviHiujvjHj},对应的结点力为[1]组成;试验表明,连梁破坏到一定程度,墙肢与连{NiViMiNjVjMj}。弹簧的刚度可由以下建立梁之间出现相对位移,甚至局部脱开。因此,本文的的荷载-位移曲线获得。如引言所述,短连梁的弯联肢墙静力弹塑性分析计算模型除墙肢单元和连曲变形相对集中在梁两端,短连梁的抗弯由将在下梁单元外,还包括模拟墙肢与连梁界面相对位移的面介绍的连接单元来承担。连接单元。本文作者已建立了墙肢静力弹塑性分析计算[2]模型。本文将建立连梁单元和连接单元的模型,并组合成双肢墙静力弹塑
4、性分析计算模型。当然,也可以组合成联肢墙静力弹塑性分析计算模型。国内外试验研究表明,连梁的破坏是弯曲和剪[3-5]切联合作用的结果;研究还表明,跨高比不大于2.1广义剪切刚度系数kv[6,7]1.7的连梁会发生对角线破坏,称为短连梁;跨参考美国加州抗震安全委员会颁布的高比大于1.7的称为长连梁。短连梁和长连梁模型[8]ATC-40,短连梁模型广义剪切弹簧的剪力Q和都考虑剪切变形和弯曲变形;短连梁考虑对角线方剪切位移$关系曲线如图2所示,由A、B、C、D共向的剪切变形,不采用平截面假定,弯曲变形由连4个关键点确定,A为开裂点,B为屈服点,C为对接单元考虑;长连梁采用平截面假定,考虑非对角应最大
5、承载力,D为对应残余承载力。线方向的剪切变形。首先确定B点。B点屈服剪力Qy取连梁的受收稿日期:2003-04-09;修改稿收到日期:2003-10-08.弯承载力对应的剪力和受剪承载力对应的剪力的基金项目:国家自然科学基金(59895410)资助项目.[3]作者简介:陈勤*(1974-),女,博士;较小值。Paulay认为,跨高比较小的连梁在剪力钱稼茹(1946-),男,教授.Q和弯矩M共同作用下的转角HB由桁架作用产生14计算力学学报第22卷的剪切转角Hv,由混凝土的拱作用产生的剪切转角Ha,弯曲产生的转角Hm,梁的顶面和底面纵筋伸长生产的转角Hl组成;箍筋屈服后,拱作用不存在。短连梁的
6、转角刚度系数KB为剪力与转角的比值;设箍筋屈服前的剪力为Q,KB的表达式为QQKB==(1)HBHv+Ha+Hm+Hl在Hv,Ha,Hm和Hl的4个转角公式中,都带有剪[3]力Q,因此式(1)得到的KB与剪力大小没有关系,单位是力/弧度。短连梁模型OB段的割线刚度Ky可以由转角刚度KB得到(见图3)。考虑小变形情况,连梁的对角线发生单位转动后,连梁中点由A点至A′点,竖向位移为S/2,S为连梁计算对角线长度。所以连梁的广义剪切刚度Ky与转角刚度系数的关系为Ky=KBõ2/S(2)22式中S=L+ls,L为连梁长度,ls为顶面和底面纵筋间距。由Qy和Ky就可以确定屈服点B。裂点和屈服点,计算结
7、果与试验所得剪力Q与转角H关系曲线绘于图4(转角与位移的关系:H=$õ2/S),对比结果表明,本文提出的A和B点的计算方法是合理的。2.2轴向刚度系数Kn轴向弹簧的轴力F-轴向位移$关系曲线如图BC段的刚度取OB段刚度的5%,位移d的取[10]5所示,为美国规范FEMA273建议的F-$关系[8]值为ATC-40(ATC-40Table9-12)建议的转角曲线的修正。由F-$关系即可确定轴向刚度系数值的S/2
