基于MFBFE剪力墙单元研究及低周反复试验数值分析_杜轲.pdf

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1、第47卷第1期土木工程学报Vol．47No．12014年1月CHINACIVILENGINEEＲINGJOUＲNALJan．2014基于MFBFE剪力墙单元研究及低周反复试验数值分析1，21，21，21，2杜轲孙景江丁宝荣刘琛(1．中国地震局工程力学研究所，黑龙江哈尔滨150080;2．中国地震局地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江哈尔滨150080)摘要:基于力插值纤维单元是目前钢筋混凝土结构非线性分析最常用的单元，它忽略单元的截面剪切变形，采用平截面假定，但对于剪力墙构件，其截面高度比较大，仍采用平截面假定忽

2、略截面剪切变形将会造成较大的误差。基于这一背景，文中提出考虑截面剪切变形的修正基于力插值纤维单元(MFBFE)，其截面不再是平截面，而是曲面，用以模拟剪力墙的地震反应非线性分析。基于OpenSees进行MFBFE单元开发，并对一组9个剪力墙试件进行水平低周往复模拟。实例分析结果显示较好地预测了构件的初始刚度、屈服力、极限力、卸载刚度、残余位移、延性和能量耗散，表明MFBFE单元模拟剪力墙地震反应非线性分析有较高的精度。并且对MFBFE单元在不同轴压比、不同高宽比、不同混凝土强度、不同纵向配筋率、不同约束区长度、不

3、同配箍率下进行趋势分析。数据显示，文中提出的分析模型的适用范围很广，对于上述不同的计算和构造条件下都满足精度要求。关键词:纤维单元;MFBFE剪力墙单元;OpenSees软件;剪力墙低周反复试验+中图分类号:TU973．2TU311．4文献标识码:A文章编号:1000-131X(2014)01-0001-12NumericalanalysisforlowcyclicloadingtestofshearwallbasedonMFBFEshearwallelement1，21，21，21，2DuKeSunJingji

4、angDingBaorongLiuChen(1．InstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdministration，Harbin150080，China;2．KeyLaboratoryofEarthquakeEngineeringandEngineeringVibrationofChinaEarthquakeAdministration，Harbin150080，China)Abstract:Force-basedfiberelement，whichigno

5、ressectionsheardeformationandassumesthesectionisplane，isthemostcommonlyusedelementforthenonlinearanalysisofreinforcedconcretestructures．However，forshearwallstructures，thesectionismuchwiderthanthatofbeamandcolumn，thusplane-sectionhypothesisandsectionsheardefor

6、mationignorancewillcausegreatererror．AModifiedForce-basedFiberElement(MFBFE)consideringthesectionsheardeformationisproposedinthispaper．Inthemodifiedforce-basedfiberelement，thecrosssectionisnolongerplanesectionbutcurvedsurface．TheMFBFEelementsisfirstformulated

7、andthenimplementedinthefiniteelementprogramOpenSees．Numericalanalysisforagroupofnineshearwallspecimensunderlow-cyclicloadingisconductedusingMFBFEelement．Analysisresultsshowthattheentirehystereticloopsofshearwalls，includingtheinitialstiffness，yieldstrength，ult

8、imatestrength，unloadingstiffness，residualdisplacement，ductilityandenergydissipation，arewellpredicted．Trendanalysisundervariableaxialcompressionratio，variableaspectratiosandvariableconcret