基于多垂直杆宏单元模型剪力墙抗震性能

基于多垂直杆宏单元模型的钢筋混凝土剪力墙抗震性能分析高层建筑的定义高层建筑混凝土结构技术规程

(JGJ3-2002

)：10层及十层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑，高层建筑是一个动态概念，不同时间，不同国家有不同的规定。钢筋混凝土结构中常用的高层建筑结构体系：框架结构；(2)剪力墙结构；(3)框架—剪力墙结构；(4)框—筒结构；(5)筒中筒结构等。水平荷载使框架的弯矩很大，而且柱子负担的轴向力和剪力也很大。有效的解决办法就是设置一些墙片以代替框架。框架结构水平力下的弯矩分布墙片在水平力作用下的工作犹如悬臂的深梁，抗弯惯性矩大，抗侧力刚度就大大提高；另外，从受剪力的效能看，墙的抗剪能力比框架强得多，这种墙为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度，所以称为“抗剪墙”或“剪力墙”。剪力墙的定义及分类剪力墙的定义及分类根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙主要可划分为以下几类：整体墙联肢墙壁式框架整体小开口墙剪力墙(shearwall)又称抗风墙或抗震墙、结构墙，是建筑结构中主要抗侧力构件，承受风荷载或地震作用引起的水平荷载。剪力墙结构的变形特征自底层向上，位移增量越来越大，与悬臂梁的弯曲变形曲线类似。故称“弯曲型”剪力墙结构1）宜沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜联结在一起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近；剪力墙墙肢截面宜简单、规则；2）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度过大，不仅加大自重，还会使地震力增大；3）剪力墙宜自下到上连续布置，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，避免刚度突变；4）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口将长墙分成若干均匀的独立墙段。墙段的长度不宜大于8m。5）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置扶壁柱、暗柱或与梁相连的型钢等措施）；6）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为5~8的剪力墙，高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式。剪力墙的布置原则剪力墙暗柱剪力墙的构造措施暗柱（边缘约束构件）暗梁钢筋商混凝蛾土剪粱力墙多垂壁直杆害单元宏观度单元切：将一什段墙帐肢作锡为一叮个单值元，毕混凝骡土开厘裂等洞细微泥复杂盲因素歇不再诊用数杜值方路法单状独考虑暗，而鞠是通臭过试剩验分坊析得里到各计种参凤数，睬大大刮减少疯计算喇工作岔量，适用陷于整歉体结构竖弹塑骨性分追析。用有他限单谣元法墓分析趴钢筋颤混凝捎土剪咏力墙止非线膏性问偷题时毯，单萄元模怖型可易分为微观猎模型(实体单元怨或者板壳单元)和宏观剃模型两大湾类。墙柱单元桁架单元多垂直杆单元垂直杆单元反映一维应力-应变关系（拉或压）模拟轴向和弯曲变形无限刚性梁保证平截面假定水平弹簧反映单元剪切应力的作用模拟剪切变形剪切弹簧高度参数CVu嘱lc背an则o纱19锈87年最积先提龙出多垂赤直杆鸡单元关中，模型齿的非埋线性特征毛是通欣过弹簧床的滞缺回曲积线体现的，袜而滞困回曲俗线各忠参数池的确醒定需要通崇过试验矿确定，是比目前尼较为利理想的筒一种凳宏观睬模型廊。c的理代想取键值介帐于0.陡2和0.帽5之间，具碎体取弦值和鼓荷载贵中弯柜矩和贿剪力怒的比阅例成晋分有们关。当荷钥载中弯矩迈成分往较多，c可以眯取得大一些场，剪力钳成分烦较多则可蚀以取膜得小一些乏。剪力削墙多肌垂直捷杆模吴型多垂府直杆烫单元尾的特觉点：假设游曲率握为线厅性分掌布，常转角素由A点的最转动悬实现箱；左、阔右两菜侧的他竖向哈弹簧暮可代处表剪患力墙甩的暗慕柱；竖向就垂直凝杆的殃数量颤不宜群过少躺，否按则精蹄度较酒差；平截亮面假嚼定与屋真实骑情况丽不符仪，平咸截面锣假定圣意味带着剪纽奉应力箭在横袖截面督上均录匀分葬布，苦可以拘只用霸一根钢剪切酱弹簧跃来考棚虑剪鼠切变稿形的忍影响妻。轴向硬杆个制数6~败8个为盈宜进入款非线赴性后典，横巨截面兼上的脖剪应淋力由跃于分村布的跑不均锅匀并因不会课同时惨进入槽非线乔性。梢为了抛解决痒这个慨问题监，可专以对每屡一个苹竖向芒弹簧挨均附合设一养个剪清切弹鸽簧，根卖据剪岩应力体的真尘实分腾布来乐考虑正这些载剪切便弹簧之的受滴力，觉而在街考虑寨弯曲凡变形陵时仍略遵循醉平截词面假辣定。竖向抬弹簧剪切饶弹簧多垂条直杆继墙单碰元的估滞回果特性（沈冤蒲生蒙模型酿）轴向珠受拉穿弹簧—钢筋静混凝等土轴贼心受搏拉构委件NN弹性阶段：受拉龄进入父弹塑劝性阶态段后识，混鄙凝土饰开裂霜，钢辨筋的功平均际应力章为：(0.2

1.0)钢筋应力不均匀系数

轴心受拉：受弯：在非恳线性筹分析供中，嫂主要竖关心纷的是钢筋崭屈服段时杆件拳的受道力及姑位移拉杆笔（受赖拉弹浪簧）只的变检形拉杆诸（受帆拉弹孩簧）短的刚专度当不郊考虑值混凝别土受卵拉贡户献时尝，只兄需令轴向失受压进弹簧—钢筋暗混凝俩土轴画心受漫压构搂件垂直运杆受似压时功，由筑于在胃受压铺阶段币混凝巾土起搏主要路作用告，因券而以混凝悟土受拐压屈辛服（擦这一鹊说法缠值得吩商榷锐）来进闷行计卡算。压杆阵（受绒压弹醒簧）房诚的变闯形压杆断（受浸压弹货簧）旷的刚液度屈服杀后刚界度的层确定钢筋堤混凝粪土轴向势拉-压滞拾回关胃系C点纵亿坐标押取值钻。有宾三个摊值：0、0.惹2Fcy、0.假3Fsy，可约将C点纵赠坐标意取为0进行待简化算；H点纵抽坐标辅取值赶。寒有两粮个值魂：0.穴4Fcy、0.付8Fsy，该扰取值兆直接盾表征地了墙表肢整秘体滞以回模造型捏进缩效棉应的填程度叙；CHCl求ou世gh模型受拉受压水平谜剪切拿弹簧恢复坡力模站型剪力丘墙水拖平剪棍切刚棉度恢领复力致模型死的确侵定与壁剪力化墙的巾剪切框试验瞧及其遣理论导研究假密切首相关绣，目挨前主朱要有抽两种开方法丸：一.经验察方法乖：以日婶本学是者Hi脊ra线is禁hi为代粪表，示通过如大量央剪力唉墙剪筛切试梅验数涝据来列确定草参数太，色著名眠程序ID灶AR救C采用化的就吊是这牵种经译验公造式；二.加拿惹大Co枯ll汪in卷s提出迷的修偷正斜压逝缩场沟理论沟：从已血有的达相关蕉文献掀来看太，这给种方军法需南要对祸弯剪楼相互胃作用兰进行但迭代讨计算洗。修正舟抗压肺区理港论(M逗od凯if余ie宜d避Co顺mp骄re胀ss弱io露n室Fi微el雁d习Th碧eo行ry党)（Ve估cc拆hi个o浴an土d荡Co摧ll惯in店s，19茅86，19输88；Ve涉cc手hi阅o，19工89）修正伟抗压具区理走论将开罚裂混邀凝土冷看作楼一种窜新的笛材料详，在乡丰所选框取的岭有限垃单元茂或有泄限条滔带内旨引入平均竿应力和平均堆应变的概除念，怎给出浪满足亭平衡纹条件概和变圆形协悄调条杜件的根钢筋鱼混凝悄土材尖料的管平均吧应力绢－平薪均应刮变本斧构关敢系模尤型。在建板立材俭料的灰本构挪模型愿时，劲选用术一膜单愧元代表稻钢筋呈混凝隆土构烤件的怀一部攀分，蛮其上膛布有影正交较钢筋疾，假设膜单寄元变益形时轰各边童仍为鲁直线页且对泡边保米持平暖行，同时比假设膜单汗元中答应力睁与应闭变是贸一一昂对应脉关系漫，膜榴单元伯产生被变形第时钢逮筋与阅混凝原土的非应变化保持快一致遣。Ve奴cc挎hi窜o细an塞d测Co举ll拥in妨s剪切尚试验赠装置沈蒲晶生湖南冲大学浊土木善工程录学院20理05受拉泊区曲捐线基艺本重晨合,说明沈蒲知生相应落公式竭比较臂准确职。受压滴区到击达最稍高点阶之前旨的部音分比牛较一非致,在此附之后腐发生恒很大喂分歧什。轴力督杆在抹受压仓时,混凝汁土的稍作用猾是相骄当显废著的培。且池剪力箱墙中回的纵励筋配喉筋率叹除了报端部非加强梨区中杂的与队一般冒轴力涝杆相议近外,中间躺部分亦的竖专向分资布钢镇筋配痛筋率歉都比本较小,因此骑受压某区的蚀表现阅应以孩混凝尺土的叨表现棵为主项。所以廉屈服魄之后抓的部怪分应江该反蚊映混其凝土警的下贺降段宰。对垂干直杆轴向板拉-压滞祖回关高系的探驾讨（同精济大卷学，笼吕西乡丰林）改进街后的须轴向窃拉-压骨架门曲线改进准后的呢轴向余拉-压滞回寨关系对于优滞回粪规则挪作了镇修改巡寿：增泥加了0.段2P鼻cy的点税，以连反映庸钢筋顿的包兴惕格效含应，同冒时增拣加了0.惨4P凡cy的点织，来固反映直滞回买曲线涌的捏缩偿效应。对垂毙直杆轴向悦拉-压滞典回关药系改柳进后的比梦较吕西婚林分仪析结物果可狐预测夏滞回闭曲线滔的下降生段沈蒲逃生分析烫结果采用动垂直龄杆单与元分崇析剪联力墙黎构件（华厨南理玩工大港学，较韩小齿雷）剪力锹墙宏床单元隐划分轴向拉压杆滞回模型剪切苗弹簧结滞回危模型剪切正弹簧绸恢复充力模路型采此用DR束AI舞N路2D的剪吧切本谱构关判系，秒模型暗中各考参数津根据田试验圆数据头确定经。水平子弹簧负的高赠度系筐数c值取邪为0.灰4计算辛结果烧与试扮验结妹果的像比较计算烛结果阔与试井验结况果的蕉比较计算弓结果栋的模帅拟显释示基于Op堤en怪Se息es的剪额力墙模敏拟分拐析关键僚问题弯：水平葱及剪牺切弹诊簧材重料性阵能如挤何实标现？用哪滨种单赵元来缠模拟铺？分析拿步骤上及方舍法？是否得考虑传钢筋变滑移方？基于刮纤维拌模型恩的剪收力墙绣分析集。新的页混凝浪土材诊料本扣构模庭型Pi记nc调hi睁ng宣4壁M肯at叼er融ia磁lBo河nd断_S挺P0宋1棋-档-叛St管ra榆in艰P台en武et博ra奏ti党on馆M滔od李el仓f蒸or俗F秆ul母ly遮A侮nc怎ho稠re们d胃St扮ee严l万Re养in烦fo绣rc材in思g盖Ba仪rsPi锻nc按hi资ng贼4慰M撞at遇er丽ia扒lTh司is恰c颤om跨ma燃nd孝i较s槐us娱ed对t绪o判co址ns欧tr蛾uc补t死a竟ze悬ro漆Le改ng嚷th军e延le鼻me况nt锡o尖bj掘ec松t,港w究hi遍ch宵i职s梯de左fi叶ne狡d肥by疏t事wo狡n搏od亲es凯a庆t敢th俩e谱sa蹄me左l铅oc宅at瞧io奶n.软T渡he撑n晨od板es胡a冲re画c闲on削ne挠ct除ed浸b闯y把mu引lt芬ip抽le仔U稻ni钢ax松ia病lM素at市er共ia拳l混ob岩je绳ct排s浮to陷r壶ep非re豆se有nt链t文he店f后or旬ce捉-d乌ef嗽or舰ma立ti青on偶r榜el裙at完io处ns太hi舰p广fo如r采th唉e坏el锅em组en衡t.Bo感nd度S衰P0忧1搂-酬-吵St栋ra眉in此P揉en陪et盼ra贱ti护on壶