用帶旋轉(zhuǎn)自由度的矩形墻元對(duì)鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻作非線性分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,中國(guó)高層建筑發(fā)展迅速,其中不少采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)或以剪力墻為主的結(jié)構(gòu)體系.剪力墻結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)多次大地震的考驗(yàn),已顯現(xiàn)其良好的抗震性能.在罕遇地震作用下,抗震結(jié)構(gòu)會(huì)進(jìn)入彈塑性狀態(tài),以發(fā)展塑性變形來(lái)抵御地震,因此,在彈性工作準(zhǔn)則下做出的設(shè)計(jì)是非常不經(jīng)濟(jì)的.為了充分發(fā)揮高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能,做出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì),有必要研究和計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)的彈塑性變形及開(kāi)裂情況等非線性現(xiàn)象.剪力墻的非線性分析可用試驗(yàn)手段進(jìn)行,但當(dāng)一個(gè)

2、構(gòu)件在受荷情況下進(jìn)入彈塑性階段,繼而進(jìn)入破壞狀態(tài),構(gòu)件就不能循環(huán)利用了,因此,研究成本非常高.相比較而言,用計(jì)算機(jī)作加載全過(guò)程仿真分析則是可行的.計(jì)算機(jī)作加載全過(guò)程仿真分析是用有限元法實(shí)現(xiàn)的.該文根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)剪力墻的特點(diǎn),采用帶旋轉(zhuǎn)自由度的矩形墻板簡(jiǎn)化單元,將其與高精度的分層二節(jié)點(diǎn)厚梁?jiǎn)卧嘟M合,建立聯(lián)肢剪力墻的有限元模型.要深入了解剪力墻的彈塑性變形必然要正確描述鋼筋混凝土材料的各種非線性性能,如何選擇建立混凝土的本構(gòu)關(guān)系是其中的

3、一個(gè)關(guān)鍵.長(zhǎng)期以來(lái),很多學(xué)者采用次彈性類正交異性的Darwin-pecknold本構(gòu)關(guān)系等于計(jì)算機(jī)加載全過(guò)程仿真分析中,但是次類本構(gòu)關(guān)系只能用于比例加載中.高層建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻受有相對(duì)不變的自重等豎向荷載及風(fēng)荷載和地震荷載等水平反復(fù)荷載的共同作用,其主應(yīng)力軸在不斷旋轉(zhuǎn),處于一般加載情形.不宜采用Darwin-pecknold本構(gòu)關(guān)系.該文采用相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則的應(yīng)變硬化彈塑性本構(gòu)關(guān)系,得到單調(diào)加載的計(jì)算結(jié)果,再采用邊界面模型所描述的彈塑性

4、本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行反復(fù)荷載下剪力墻的非線性分析.通過(guò)幾個(gè)經(jīng)典算例證明了該文所構(gòu)造的帶旋轉(zhuǎn)自由度的墻板單元是準(zhǔn)確可行的,將其與分層二節(jié)點(diǎn)厚梁?jiǎn)卧M合,所建立的鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻模型能正確反映其在反復(fù)荷載下的變形全過(guò)程.同時(shí),該文導(dǎo)出的關(guān)于鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻非線性分析的有限元計(jì)算列式是合理的,編制的計(jì)算程序具有高效,易于實(shí)施運(yùn)算的特點(diǎn),能給出P-△曲線,混凝土裂縫生成發(fā)展與壓碎,鋼筋屈服等信息.如果將該文的平面墻板單元與板彎曲單元相組合成為平