纖維模型中考慮剪切效應(yīng)的RC結(jié)構(gòu)非線性特征研究.pdf

1、作為用來模擬構(gòu)件非線性反應(yīng)的一種細(xì)化模型，纖維模型引起了各國(guó)研究者的普遍關(guān)注。已有研究成果表明，這種模型在較大的非線性變形狀態(tài)下能較好與構(gòu)件的實(shí)際變形相吻合，較之傳統(tǒng)方法精度更高。然而，雖然纖維模型可以模擬構(gòu)件的彎曲和軸向效應(yīng)，并能很好地考慮彎曲和軸向效應(yīng)的耦合，但它不能模擬構(gòu)件的剪切效應(yīng)。對(duì)于纖維模型中考慮剪切效應(yīng)的模型化方法，國(guó)內(nèi)外研究甚少。
　　為了模擬構(gòu)件的剪切變形，本文提出了考慮剪切效應(yīng)的模型化方法。基于考慮剪切效應(yīng)的模

2、型化方法，以國(guó)外新近開發(fā)的結(jié)構(gòu)非線性分析工具OpenSees為平臺(tái)，重點(diǎn)研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　第一，在OpenSees中實(shí)現(xiàn)考慮剪切效應(yīng)的模型化方法，從而形成對(duì)剪切效應(yīng)的模擬；
　　第二，基于試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析與回歸對(duì)小跨高比連梁、短柱與剪力墻的剪切恢復(fù)力特征參數(shù)進(jìn)行在中國(guó)實(shí)際情況下的校核與修正，并提出適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的定參公式。以幾片典型剪力墻的抗震性能試驗(yàn)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)前面的模型化方法進(jìn)行校準(zhǔn)，得出：基于Open

3、Sees平臺(tái)纖維模型中考慮剪切效應(yīng)的模型化方法能較好地模擬出剪力墻構(gòu)件的實(shí)際抗剪承載力與最大位移，并且能夠較好地模擬出試驗(yàn)中的剛度退化、強(qiáng)度退化和捏縮效應(yīng)，具有一定的可靠性和穩(wěn)定性。以此經(jīng)過校準(zhǔn)的模型化方法作為后續(xù)研究的理論依據(jù)；
　　第三，以經(jīng)過校準(zhǔn)的考慮剪切效應(yīng)模型化方法，對(duì)剪力墻的非線性變形能力進(jìn)行系列分析。研究了剪跨比、軸壓比、墻板配筋率、邊框暗柱配筋率、混凝土強(qiáng)度、加載方式等主要因素對(duì)剪力墻非線性性能的影響規(guī)律；

4、　　第四，基于本文提出的纖維模型中考慮剪切效應(yīng)的模型化方法，借鑒已有研究結(jié)論，通過初步探討研究得出，中性軸處最大的軸向變形可作為延性水平的標(biāo)志，它與抗剪承載力有著一定的函數(shù)關(guān)系。本文通過引入一組與中性軸處最大軸向變形相關(guān)的剪力－剪應(yīng)變骨架曲線，近似考慮了軸向、彎曲效應(yīng)與剪切效應(yīng)的耦合作用，并詳細(xì)闡述了截面的剪切滯回模型，編制了程序流程圖；
　　第五，本文針對(duì)一嚴(yán)格按照我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)的設(shè)防烈度為八度（剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)、框架抗震等級(jí)

5、為二級(jí)）的高層民用建筑鋼筋混凝土三維框架－剪力墻為例，以考察剪切效應(yīng)對(duì)空間框架－剪力墻結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的非線性反應(yīng)影響規(guī)律為重點(diǎn)，完成了以下研究?jī)?nèi)容，主要結(jié)論如下：
　　①考慮剪切效應(yīng)框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的整體反應(yīng)明顯大于不考慮剪切效應(yīng)的整體反應(yīng)。
　　②考慮剪切效應(yīng)的剪力墻模型可以更合理地反映剪力墻的實(shí)際抗剪承載力、剪切剛度、剛度退化、強(qiáng)度退化、捏縮效應(yīng)及耗能情況，對(duì)比分析結(jié)果表明，不考慮剪切效應(yīng)模型高估了剪力墻的抗剪承載

6、力與剪切剛度及彎曲耗能能力，低估了剪力墻的剪切耗能能力。
　?、墼诤庇龅卣?a=0.46g)雙向作用下，考慮剪切效應(yīng)與不考慮剪切效應(yīng)的空間框架－剪力墻的屈服機(jī)制、薄弱環(huán)節(jié)位置基本相同，考慮剪切效應(yīng)模型的屈服桿件數(shù)量大于不考慮剪切效應(yīng)模型的桿件數(shù)量?？紤]剪切效應(yīng)模型桿件損傷程度普遍大于不考慮剪切效應(yīng)模型的桿件損傷程度，不考慮剪切效應(yīng)的模型化方法低估了結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的延性需求。這說明，不考慮剪切效應(yīng)的模型化方法低估了整個(gè)空間結(jié)構(gòu)的局部反應(yīng)