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《钢筋混凝土剪力墙非线性动力分析模型_李国强》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、卷期世界地震工程,印年月】刊旧文章编号一姆一一钢筋混凝土剪力墙非线性动力分析模型李国强,周向明,丁翔,上海同济大学建筑工程系〕〕摘要介绍了目前常用的钢筋混凝土剪力墙的儿种非线性动力分析模型,并对模型涉及的各元件的滞回特。、一性及有关参数的取值作了简要讨论提供的力学模型和滞回特性可供钢筋混凝上剪力墙框墙结构和、一混凝上混合结构的非线性动力分析时采用。钢关键词非线性动力分析钢筋混凝土剪力墙模型滞回特征中图分类号文献标识码,一,一,,,一,一一,璐,、一一飞大量的地震震害、结构模型试验和分析研究表明,剪
2、力墙结构体系在强地震作用下能有效地吸收地震能量,具有较好的抵抗侧力的强度和刚度。试验和理论分析还表明,正确设计的钢筋混凝。,上剪力墙在地震中表现出较好的延性和以弯曲变形为主的特征近年来为找到能描述剪力墙非线性动力滞变特征的力学模型,许多学者进行了大量的理论和试验研究,通过不懈的努力,已提出了许多简单、实用而又具有合理精度的比较符合剪力墙受力特性的分析模型。本文对模拟剪力墙非线性性态的各种模型作一综述分析。剪力墙的非线性动力分析模型钢筋混凝土墙体非线性动力分析模型分为两大类即基于固体力学的微观模型和
3、以一个构件作为一个单元的宏观模型‘。微观模型是指用有限元来离散钢筋混凝上构件和结构,根据剪力墙配筋基本上呈均匀分布的特点,将钢筋和混凝土作为一个整体的复合介质单元,钢筋弥散于整个单元中,并把单元视为连续均,。【匀材料混凝上开裂处理为单元内的分布裂缝收稿日期刀〕一一,,作者简介李国强一男安徽合肥人教授博卜主要从事高层钢结构和高层建筑抗震研究世界地震工程卷微观模型往往具有庞大的自由度,不便于数值分析,而且在描述单元非线性模式方面也存在许,。多困难这些问题使得微观模型在实际结构分析中的应用很少目前微观模
4、型主要用于分析结构,。‘,部件或局部结构以及参数研究和对试验的计算模拟宏观模型是通过简化处理将某一构件如一段剪力墙简化为一个单元,这种模型存在一定的局限性,一般只有在满足其简化假设的条件下,才能较好地模拟结构的真实性态。由于宏观模型相对简单,从实际结构分析考虑,仍是目前钢筋混凝土剪力墙研究和使用中最主要的模型。剪力墙宏观模型主要有等效梁模型、等效析架模型、三垂直杆元模型、多垂直杆元模型以及这些模型的变形等。等效梁模型这种模型是用梁单兀沿墙轴线来离散剪力墙。最常用的梁单元模型是单分量模型,它由一个两
5、端带有等效非线性旋转弹簧的线弹性单元组成。该元件的全部非线性变形集中到两端非线性旋转弹。,川簧的旋转即塑性铰上但常用的梁单元模型忽略了反应中剪力墙轴力的变化并假设墙的转动围,。绕着墙横截面的中性轴因而不考虑地震反应中墙横截面中性轴的移动等效析架模型和用一等效析架系统来模拟剪力墙,该模型可以计算由对角开裂引起的应力再分布。但用此模型的困难是要合适定义析架模型的几何力学特性,因而应用较少。三垂直杆元模型年等为解释美日合作研究的足尺寸的七层框剪结构伪动力试验结果,提出了一个宏观三垂直杆元模型。三垂直杆元
6、模型中三个垂直杆元通过代表上下楼板的刚性梁联接,两个外边杆元代表墙两边柱的轴向刚度,中心杆元由垂直、水平和弯曲弹簧组成,在中心杆元与下部刚梁之间加入一高度为的刚性元素,即为底部和顶部刚梁相对旋转中心的高度,如图所。,。。廷示通过无量纲参数蕊的不同取值可以模拟不同的曲率分布这一模型的优点是可以模拟剪力墙横截面中性轴向压缩端的移动,而且物理概念清晰。用此模型进行的数值模拟计算与足尺试验的结果吻合得较好。此后的一些研究者指出,中的弯曲弹簧刚度的取值是很困难的。尹对模型进行了改进,保留了模型中的两边析架单
7、元,但对等建议的析架单元轴向刚度滞回模型进行了改进除此之外,在的模型中用一平面板单元来代替模型的中心杆元,用非线性有限元分析的方法得到模型中部的一平面板的非线性滞变特性。‘厂一一’△“恤口,一,‘刃二二二‘,丁二一二一主‘︺勺单元一一刃︵︶魂一匕一△‘一△“’一’址冬卜军弃、沙包、弓二二二艺二二艺乙二二亡艺一‘一平面板模型图图两元件模型以和网对三元件模型作了进一步的简化,去掉了三元件模型中滞变特性比较难以确定的拉压杆弹簧,将其刚度以及滞变性态等包括在弯曲弹簧中,从而形成一个二元件模型,即将剪力墙单
8、元理想化为一个连接上下楼面水平无限刚梁的串连水平弹簧和转动弹簧组件。水平弹簧代表墙的横向剪切刚度,转动弹簧代表墙的弯曲刚度。在弹簧组件和下部刚性梁之间可以引入一高度为的有限刚元件,此元件顶点代表上下楼面的相对旋转中心,根据。值可以确定相对位移△耳。、,转动引起的位移和相对转动△价之间的关系两元件模型简单直观保留了能较好描述剪力墙期李国强等钢筋混凝上剪力墙非线性动力分析模型王要剪弯性态的特从孙景江等推导了两元件模型的墙单元刚度矩阵,并对剪切弹簧和弯曲弹簧恢复力骨架曲线的取值给出了简单
