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1、第33卷第3期四川建筑科学研究2007年6月SichuanBuildingScience13短肢剪力墙的修正空间刚度矩阵及动力反应分析1,23郭泽英,蒋周刚(1.西安建筑科技大学土木学院,陕西西安710055;2.山西师范大学生物技术与工程学院,山西临汾041000;3.长庆地产集团有限公司,陕西西安710000)摘要:以T形短肢剪力墙为例,考虑剪切滞后的影响,提出异形截面肢多垂直杆模型。利用变分法推导出空间单元刚度矩阵。针对实际中的弯剪变形相关,对刚度矩阵进行了修正,并进行了地震荷载的动力反应分析。通过比较修正前与修正后的计算结果,表明经过修正后的刚度矩阵使短肢剪力墙结构的
2、性能更符合实际情况。关键词:T形短肢剪力墙;异形截面多垂直杆模型;剪切滞后;修正系数中图分类号:TU39812文献标识码:A文章编号:1008-1933(2007)03-0013-04Spatialstiffnessmatrixcorrectedanddynamicanalysisofshort-legshearwall1,23GUOZeying,JIANGZhougang(1.SchoolofCivilEngineeringofXipanUniversityofArchitectureandTechnology,Xipan710055,China;2.Departmento
3、fBiologicalTechnologyandEngineeringofShanxiNormalUniversity,Linfen041000,China;3.ChangqingRealEstateLtd.Co.,Xipan710000,China)Abstract:Consideringtheeffectiveinfluenceofshear-lag,specia-lsectionmult-icomponentmodelwasputforwardinthispaperforex-ampleT-shapedshort-legshearwal.lThespatialstiff
4、nessmatrixofelementwasderivedfromvariationalprinciple,whichwascorrectedbecauseoftheflexure-sheardeformationcorrelation.Fromthecomputedresult,itcanbefoundthatperformanceofshort-legshearwallstructurewithcorrectedmatrixisrealistic.Keywords:T-shapedshort-legshearwal;lspecia-lsectionmult-icompon
5、entmode;lshear-lageffect;correctingcoefficient0前言1T形短肢剪力墙空间刚度矩阵的推导短肢剪力墙结构体系兼有框架结构和剪力墙结构的优点。文献[2],[3]对目前最常用的多垂直杆T形短肢剪力墙中,腹板的刚度一般比较大,而模型进行了改进,考虑剪切滞后的影响,构造了一个且又基本位于翼缘的中和轴位置。因此,对T形短新的截面位移模式,提出异形截面多垂直杆模型,更肢剪力墙结构只需考虑翼缘的剪滞效应。剪滞变形好地反映了墙肢交接处的位移协调关系。但在应用的影响通过增加节点的一个自由度,即剪滞位移来这一模型计算变形时,该文献是分别计算弯曲变形实现。
6、图1为T形短肢剪力墙考虑剪滞效应的弯曲和剪切变形的,这与事实并不相符。因此,本文考虑纵向位移组成情况。T形短肢剪力墙两端的自由度实际结构中的弯剪变形相关,引入修正系数K,对刚及对应的杆端力向量如图2所示。度矩阵进行修正,并且与修正前的计算结果比较。w(x,y,z),v(x,y,z),u(x,y,z)分别为T形短肢下面,以T形截面的短肢剪力墙进行阐述。剪力墙截面内任意点在坐标3个方向上的线位移,Hx,Hy为杆两端截面绕x轴及y轴的角位移;N为剪收稿日期:2006-03-02滞位移;MN为与剪滞位移N对应的剪翘弯矩。由于作者简介:郭泽英(1974-),女,山西临汾人,讲师,主要从
7、事建筑结在两平面内的横方向弯曲变形不相耦联,因此,独立构的研究与教学工作。基金项目:国家自然科学基金资助项目(10572107)进行考虑。E-mai:lgzeying@126.com14四川建筑科学研究第33卷n12U1=Eksm(Du)(5)2m=1n12U2=Ekwm(Dwm)(6)2m=1式中ksm,kwm)))第m根杆的抗剪、轴向刚度;n)))单元中垂直杆的根数。利用变分法可推导出刚度矩阵[k1]。112yoz平面内的单元刚度矩阵T形的腹板在yoz平面内,其截面位移模式为v(x,y,z)=vs(
