層殼模型在剪力墻結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)用

1、1層殼模型在剪力墻結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)用層殼模型在剪力墻結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)用【摘要】鋼筋混凝土剪力墻是高層建筑中的主要抗側(cè)力構(gòu)件，要正確模擬高層建筑的破壞行為，就必須提出能夠準(zhǔn)確模擬剪力墻構(gòu)件破壞的力學(xué)模型。本文基于復(fù)合材料力學(xué)原理，提出了適用于剪力墻結(jié)構(gòu)倒塌破壞非線性分析的分層殼墻單元模型，并與纖維模型結(jié)合，暗柱剪力墻的面內(nèi)剪切、面內(nèi)彎曲和面外彎曲行為進(jìn)行了模擬計算?！娟P(guān)鍵詞】剪力墻；分層殼模型；纖維模型；非線性分析；倒塌一、分層殼剪力墻單元（一）

2、、單元模型分層殼剪力墻單元的基本原理如圖1所示。即將一個殼單元劃分成很多層，將剪力墻中的鋼筋和混凝土都分布到各層中去。通過有限元計算，可以得到殼單元中心層的應(yīng)變和曲率，然后，認(rèn)為殼單元各層材料在厚度方向滿足平截面假定，就可以由中心層應(yīng)變和曲率得到各鋼筋和混凝土層的應(yīng)變，進(jìn)而由材料本構(gòu)方程可以得到相應(yīng)的應(yīng)力，積分得到整個殼單元的內(nèi)力。（二）、混凝土層本構(gòu)模型混凝土受壓行為采用基于VonMises屈服準(zhǔn)則的等向3可以較好的分析剪力墻的面內(nèi)剪

3、切非線性行為。以文獻(xiàn)[6]所做剪力墻模型試驗W1[6]為例，試件尺寸如圖5，墻肢及暗柱配筋如圖6，試件基本參數(shù)如表1和表2。計算模型中采用分層殼單元模擬墻體及翼緣，纖維模型模擬暗柱。墻體為四節(jié)點空間殼單元，暗柱為二節(jié)點空間梁單元，兩種單元的節(jié)點都有六個自由度，在暗柱與墻連接處，兩種單元節(jié)點上的六個自由度完全協(xié)調(diào)。（二）、面內(nèi)彎曲受力分析由于剪力墻在面內(nèi)高寬方向的尺寸相差并不懸殊，在發(fā)生面內(nèi)彎曲變形時同樣伴隨較大的剪切變形，利用平截面假定

4、，將其視為一維構(gòu)件進(jìn)行分析可能會帶來較大的誤差。而分層殼墻模型，可以更準(zhǔn)確地考慮面內(nèi)彎曲變形和剪切變形的共同作用，計算模型選取同濟(jì)大學(xué)所做的比例尺為14的剪力墻模型試驗[7]。墻體試件厚60mm，寬1000mm，層高750mm，總高4層。墻體帶暗柱和翼緣，縱向與橫向配筋均為2Φ4@100，折合配筋率為0.418%?；炷翆崪y抗壓強度fc=15MPa，彈性模量Ec=1.67104MPa；鋼筋屈服強度fy=452.9MPa，彈性模量Es=1