基于多垂直桿宏單元模型剪力墻抗震性能

基于多垂直桿宏單元模型的鋼筋混凝土剪力墻抗震性能分析高層建筑的定義高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

(JGJ3-2002

)：10層及十層以上或房屋高度大于28m的建筑物稱為高層建筑，高層建筑是一個動態(tài)概念，不同時間，不同國家有不同的規(guī)定。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常用的高層建筑結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)；(2)剪力墻結(jié)構(gòu)；(3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)；(4)框—筒結(jié)構(gòu)；(5)筒中筒結(jié)構(gòu)等。水平荷載使框架的彎矩很大，而且柱子負(fù)擔(dān)的軸向力和剪力也很大。有效的解決辦法就是設(shè)置一些墻片以代替框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)水平力下的彎矩分布墻片在水平力作用下的工作猶如懸臂的深梁，抗彎慣性矩大，抗側(cè)力剛度就大大提高；另外，從受剪力的效能看，墻的抗剪能力比框架強得多，這種墻為整個房屋提供很大的抗剪強度和剛度，所以稱為“抗剪墻”或“剪力墻”。剪力墻的定義及分類剪力墻的定義及分類根據(jù)洞口的有無、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分為以下幾類：整體墻聯(lián)肢墻壁式框架整體小開口墻剪力墻(shearwall)又稱抗風(fēng)墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻，是建筑結(jié)構(gòu)中主要抗側(cè)力構(gòu)件，承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載。剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特征自底層向上，位移增量越來越大，與懸臂梁的彎曲變形曲線類似。故稱“彎曲型”剪力墻結(jié)構(gòu)1）宜沿主軸方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜聯(lián)結(jié)在一起，應(yīng)盡量拉通、對直；抗震設(shè)計時，宜使兩個方向側(cè)向剛度接近；剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則；2）剪力墻布置不宜太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度；若側(cè)向剛度過大，不僅加大自重，還會使地震力增大；3）剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，避免剛度突變；4）剪力墻長度較大時，可通過開設(shè)洞口將長墻分成若干均勻的獨立墻段。墻段的長度不宜大于8m。5）當(dāng)剪力墻與平面外方向的梁連結(jié)時，可加強剪力墻平面外的抗彎剛度和承載力（可在墻內(nèi)設(shè)置扶壁柱、暗柱或與梁相連的型鋼等措施）；6）短肢剪力墻是指墻肢截面長度與厚度之比為5~8的剪力墻，高層結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式。剪力墻的布置原則剪力墻暗柱剪力墻的構(gòu)造措施暗柱（邊緣約束構(gòu)件）暗梁鋼筋商混凝蛾土剪粱力墻多垂壁直桿害單元宏觀度單元切：將一什段墻帳肢作錫為一叮個單值元，畢混凝騾土開厘裂等洞細(xì)微泥復(fù)雜盲因素歇不再診用數(shù)杜值方路法單狀獨考慮暗，而鞠是通臭過試剩驗分坊析得里到各計種參鳳數(shù)，睬大大刮減少瘋計算喇工作岔量，適用陷于整歉體結(jié)構(gòu)豎彈塑骨性分追析。用有他限單謠元法墓分析趴鋼筋顫混凝捎土剪詠力墻止非線膏性問偷題時毯，單萄元模怖型可易分為微觀獵模型(實體單元怨或者板殼單元)和宏觀剃模型兩大灣類。墻柱單元桁架單元多垂直桿單元垂直桿單元反映一維應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（拉或壓）模擬軸向和彎曲變形無限剛性梁保證平截面假定水平彈簧反映單元剪切應(yīng)力的作用模擬剪切變形剪切彈簧高度參數(shù)CVu囑lc背an則o紗19銹87年最積先提龍出多垂赤直桿雞單元關(guān)中，模型齒的非埋線性特征毛是通欣過彈簧床的滯缺回曲積線體現(xiàn)的，襪而滯困回曲俗線各忠參數(shù)池的確醒定需要通崇過試驗礦確定，是比目前尼較為利理想的筒一種凳宏觀睬模型廊。c的理代想取鍵值介帳于0.陡2和0.帽5之間，具碎體取弦值和鼓荷載貴中彎柜矩和賄剪力怒的比閱例成晉分有們關(guān)。當(dāng)荷鑰載中彎矩邁成分往較多，c可以瞇取得大一些場，剪力鉗成分煩較多則可蝕以取膜得小一些乏。剪力削墻多肌垂直捷桿模吳型多垂府直桿燙單元尾的特覺點：假設(shè)游曲率握為線廳性分掌布，常轉(zhuǎn)角素由A點的最轉(zhuǎn)動懸實現(xiàn)箱；左、闊右兩菜側(cè)的他豎向哈彈簧暮可代處表剪患力墻甩的暗慕柱；豎向就垂直凝桿的殃數(shù)量顫不宜群過少躺，否按則精蹄度較酒差；平截亮面假嚼定與屋真實騎情況麗不符儀，平咸截面鑼假定圣意味帶著剪紐奉應(yīng)力箭在橫袖截面督上均錄勻分葬布，苦可以拘只用霸一根鋼剪切醬彈簧躍來考棚慮剪鼠切變稿形的忍影響妻。軸向硬桿個制數(shù)6~敗8個為盈宜進入款非線赴性后典，橫巨截面兼上的脖剪應(yīng)淋力由躍于分村布的跑不均鍋勻并因不會課同時慘進入槽非線喬性。梢為了拋解決癢這個慨問題監(jiān)，可專以對每屢一個蘋豎向芒彈簧挨均附合設(shè)一養(yǎng)個剪清切彈鴿簧，根賣據(jù)剪巖應(yīng)力體的真塵實分騰布來樂考慮正這些載剪切便彈簧之的受滴力，覺而在街考慮寨彎曲凡變形陵時仍略遵循醉平截詞面假辣定。豎向抬彈簧剪切饒彈簧多垂條直桿繼墻單碰元的估滯回果特性（沈冤蒲生蒙模型釀）軸向珠受拉穿彈簧—鋼筋靜混凝等土軸賊心受搏拉構(gòu)委件NN彈性階段：受拉齡進入父彈塑勸性階態(tài)段后識，混鄙凝土飾開裂霜，鋼辨筋的功平均際應(yīng)力章為：(0.2

1.0)鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)

軸心受拉：受彎：在非懇線性籌分析供中，嫂主要豎關(guān)心紛的是鋼筋嶄屈服段時桿件拳的受道力及姑位移拉桿筆（受賴?yán)瓘椑嘶桑┲坏淖儥z形拉桿諸（受帆拉彈孩簧）短的剛專度當(dāng)不郊考慮值混凝別土受卵拉貢戶獻時嘗，只兄需令軸向失受壓進彈簧—鋼筋暗混凝倆土軸畫心受漫壓構(gòu)摟件垂直運桿受似壓時功，由筑于在胃受壓鋪階段幣混凝巾土起搏主要路作用告，因券而以混凝悟土受拐壓屈辛服（擦這一鵲說法纏值得吩商榷銳）來進悶行計卡算。壓桿陣（受絨壓彈醒簧）房誠的變闖形壓桿斷（受浸壓彈貨簧）曠的剛液度屈服殺后剛界度的層確定鋼筋堤混凝糞土軸向勢拉-壓滯拾回關(guān)胃系C點縱億坐標(biāo)押取值鉆。有賓三個攤值：0、0.惹2Fcy、0.假3Fsy，可約將C點縱贈坐標(biāo)意取為0進行待簡化算；H點縱抽坐標(biāo)輔取值趕。寒有兩糧個值魂：0.穴4Fcy、0.付8Fsy，該擾取值兆直接盾表征地了墻表肢整秘體滯以回模造型捏進縮效棉應(yīng)的填程度敘；CHCl求ou世gh模型受拉受壓水平謎剪切拿彈簧恢復(fù)坡力模站型剪力丘墻水拖平剪棍切剛棉度恢領(lǐng)復(fù)力致模型死的確侵定與壁剪力化墻的巾剪切框試驗瞧及其遣理論導(dǎo)研究假密切首相關(guān)繡，目挨前主朱要有抽兩種開方法丸：一.經(jīng)驗察方法乖：以日嬸本學(xué)是者Hi脊ra線is禁hi為代糞表，示通過如大量央剪力唉墻剪篩切試梅驗數(shù)澇據(jù)來列確定草參數(shù)太，色著名眠程序ID灶A(yù)R救C采用化的就吊是這牽種經(jīng)譯驗公造式；二.加拿惹大Co枯ll汪in卷s提出迷的修偷正斜壓逝縮場溝理論溝：從已血有的達相關(guān)蕉文獻掀來看太，這給種方軍法需南要對禍彎剪樓相互胃作用蘭進行但迭代討計算洗。修正舟抗壓肺區(qū)理港論(M逗od凱if余ie宜d避Co順mp驕re脹ss弱io露n室Fi微el雁d習(xí)Th碧eo行ry黨)（Ve估cc拆hi個o浴an土d蕩Co摧ll慣in店s，19茅86，19輸88；Ve涉cc手hi閱o，19工89）修正偉抗壓具區(qū)理走論將開罰裂混邀凝土冷看作樓一種竄新的笛材料詳，在鄉(xiāng)豐所選框取的嶺有限垃單元茂或有泄限條滔帶內(nèi)旨引入平均竿應(yīng)力和平均堆應(yīng)變的概除念，怎給出浪滿足亭平衡紋條件概和變圓形協(xié)悄調(diào)條杜件的根鋼筋魚混凝悄土材尖料的管平均吧應(yīng)力絹－平薪均應(yīng)刮變本斧構(gòu)關(guān)敢系模尤型。在建板立材儉料的灰本構(gòu)挪模型愿時，勁選用術(shù)一膜單愧元代表稻鋼筋呈混凝隆土構(gòu)烤件的懷一部攀分，蠻其上膛布有影正交較鋼筋疾，假設(shè)膜單寄元變益形時轟各邊童仍為魯直線頁且對泡邊保米持平暖行，同時比假設(shè)膜單汗元中答應(yīng)力睜與應(yīng)閉變是貿(mào)一一昂對應(yīng)脈關(guān)系漫，膜榴單元伯產(chǎn)生被變形第時鋼逮筋與閱混凝原土的非應(yīng)變化保持快一致遣。Ve奴cc挎hi竄o細(xì)an塞d測Co舉ll擁in妨s剪切尚試驗贈裝置沈蒲晶生湖南沖大學(xué)濁土木善工程錄學(xué)院20理05受拉泊區(qū)曲捐線基藝本重晨合,說明沈蒲知生相應(yīng)落公式竭比較臂準(zhǔn)確職。受壓滴區(qū)到擊達最稍高點階之前旨的部音分比牛較一非致,在此附之后腐發(fā)生恒很大喂分歧什。軸力督桿在抹受壓倉時,混凝汁土的稍作用猾是相驕當(dāng)顯廢著的培。且池剪力箱墻中回的縱勵筋配喉筋率嘆除了報端部非加強梨區(qū)中雜的與隊一般冒軸力澇桿相議近外,中間躺部分亦的豎專向分資布鋼鎮(zhèn)筋配痛筋率歉都比本較小,因此騎受壓某區(qū)的蝕表現(xiàn)閱應(yīng)以孩混凝尺土的叨表現(xiàn)棵為主項。所以廉屈服魄之后抓的部怪分應(yīng)江該反蚊映混其凝土警的下賀降段宰。對垂干直桿軸向板拉-壓滯祖回關(guān)高系的探駕討（同精濟大卷學(xué)，籠呂西鄉(xiāng)豐林）改進街后的須軸向竊拉-壓骨架門曲線改進準(zhǔn)后的呢軸向余拉-壓滯回寨關(guān)系對于優(yōu)滯回糞規(guī)則挪作了鎮(zhèn)修改巡壽：增泥加了0.段2P鼻cy的點稅，以連反映庸鋼筋頓的包興惕格效含應(yīng)，同冒時增揀加了0.慘4P凡cy的點織，來固反映直滯回買曲線涌的捏縮償效應(yīng)。對垂斃直桿軸向悅拉-壓滯典回關(guān)藥系改柳進后的比夢較呂西婚林分儀析結(jié)物果可狐預(yù)測夏滯回閉曲線滔的下降生段沈蒲逃生分析燙結(jié)果采用動垂直齡桿單與元分崇析剪聯(lián)力墻黎構(gòu)件（華廚南理玩工大港學(xué)，較韓小齒雷）剪力鍬墻宏床單元隱劃分軸向拉壓桿滯回模型剪切苗彈簧結(jié)滯回危模型剪切正彈簧綢恢復(fù)充力模路型采此用DR束AI舞N路2D的剪吧切本譜構(gòu)關(guān)判系，秒模型暗中各考參數(shù)津根據(jù)田試驗圓數(shù)據(jù)頭確定經(jīng)。水平子彈簧負(fù)的高贈度系筐數(shù)c值取邪為0.灰4計算辛結(jié)果燒與試扮驗結(jié)妹果的像比較計算燭結(jié)果闊與試井驗結(jié)況果的蕉比較計算弓結(jié)果棟的模帥擬顯釋示基于Op堤en怪Se息es的剪額力墻模敏擬分拐析關(guān)鍵僚問題彎：水平蔥及剪犧切彈診簧材重料性陣能如擠何實標(biāo)現(xiàn)？用哪濱種單趙元來纏模擬鋪？分析拿步驟上及方舍法？是否得考慮傳鋼筋變滑移方？基于刮纖維拌模型恩的剪收力墻繡分析集。新的頁混凝浪土材診料本扣構(gòu)模庭型Pi記nc調(diào)hi睜ng宣4壁M肯at叼er融ia磁lBo河nd斷_S挺P0宋1棋-檔-叛St管ra榆in艱P臺en武et博ra奏ti黨on館M滔od李el倉f蒸or俗F稈ul母ly遮A侮nc怎ho稠re們d胃St扮ee嚴(yán)l萬Re養(yǎng)in煩fo繡rc材in思g蓋Ba儀rsPi鍛nc按hi資ng賊4慰M撞at遇er麗ia扒lTh司is恰c顫om跨ma燃nd孝i較s槐us娛ed對t緒o判co址ns歐tr蛾uc補t死a竟ze懸ro漆Le改ng嚷th軍e延le鼻me況nt錫o尖bj掘ec松t,港w究hi遍ch宵i職s梯de左fi葉ne狡d肥by疏t事wo狡n搏od親es凱a慶t敢th倆e譜sa蹄me左l鉛oc宅at瞧io奶n.軟T渡he撐n晨od板es胡a沖re畫c閑on削ne撓ct除ed浸b闖y把mu引lt芬ip抽le仔U稻ni鋼ax松ia病lM素at市er共ia拳l混ob巖je繩ct排s浮to陷r壺ep非re豆se有nt鏈t文he店f后or旬ce捉-d烏ef嗽or艦ma立ti青on偶r榜el裙at完io處ns太hi艦p廣fo如r采th唉e壞el鍋em組en衡t.Bo感nd度S衰P0憂1摟-酬-吵St棟ra眉in此P揉en陪et盼ra賤ti護on壺