土木專業(yè)外文翻譯

1、<p>　　鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌簡化模擬</p><p>　　YihaiBaoa,b ,Sashi K.Kunnatha,*</p><p>　　a Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Davis, CA 95616, United States

2、</p><p>　　b National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, United States</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　一個以宏觀模型為基礎，目的為使事后鋼筋混凝土（RC）的框架剪力墻結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的

3、分析研究。剪力墻簡化模型是用來模擬多層框剪系統(tǒng)的，這是因為由于重要的剪力墻有時會突然突然失去彈性。詳細的有限元分析，不僅能夠進行模型分析，而且還可以作為一種驗證模型準確性的工具。兩個四周框剪不同的地震帶設計系統(tǒng)的模擬就是使用的該方法，其必須遵循一個部分剪力墻，以最底層突然失穩(wěn)來進行比較和評價數(shù)值模擬。盡管崩潰的跡象是明顯的系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)成員的力量變化的詳細調(diào)查表明，抗震設計的框架墻系統(tǒng)（SDC- D）是一個更強大的系統(tǒng)相比，低得多的需求而

4、設計的，由于地震的系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)布局和地震詳細的有效性。簡化的方法是一個初步的鋼筋混凝土框架結(jié)夠連續(xù)墻倒塌事件的調(diào)查合適的辦法。</p><p>　　關(guān)鍵詞 剪力墻 鋼筋混凝土 連續(xù)倒塌非線性響 剪力墻結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　介紹</b></p><p>　　在實際的設計方法，以加強對倒塌結(jié)構(gòu)抗力越來越多的結(jié)構(gòu)完整性和/或穩(wěn)定性

5、。程序?qū)⑵浼{入設計過程中逐步倒塌的考慮是由美國通用服務提供的，只是發(fā)表指導性文件和國防部署提供。然而，這些文件沒有提供足夠的資料的程序，特別是數(shù)值模擬準則來開展建筑物倒塌研究。許多研究者已進行了調(diào)查倒塌的數(shù)值模擬。除了那幾個簡化，假設安泰推出，使全球應對預文辭事實上，這些研究僅限于框架結(jié)構(gòu)。簡單建模方法進行鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，特別是可靠的分析仍然是即將出版。在倒塌的進步螺柱，大型墻框架結(jié)構(gòu)的獨立實體缺少的部分原因都可以歸結(jié)為可靠的

6、宏模型，納入墻和框架組件的缺乏。</p><p>　　對梁柱框架系統(tǒng)建模的知識是豐富的，不需要重復。剪力墻建模，另一方面，已經(jīng)看到了一些進步，并通過三個基本方法來演變演變：反應的主要模式[7-11]，多彈簧宏模型[12 -15]和有限元模型，這三個模型是從梁柱式模型得出的。雖然剪切效應，可通過聚合串聯(lián)彎曲梁柱元素非彈性剪切彈簧結(jié)合，真正剪彎相互作用是不能準確模擬。在梁，柱桿件彈塑性動作都可以通過集中代表可塑性或有

7、限長度的分布沿著非彈性行為。模型參數(shù)標定對實現(xiàn)合理的模擬至關(guān)重要。多彈簧模型是由一組離散的彈簧等宏觀因素，能夠使全款的應變分布得到更好的代表以及中性軸橫向荷載下遷移的集合。Massone [17]最近的努力擴展了Colotti [15]提出的納入位移的梁柱從而促進剪剪彎鋼筋混凝土面板交互元素行為。最后，應當指出，在任何情況下，只是剪力墻在二維平面和三維效果是不會考慮的。</p><p>　　一個理想的建模方法的計

8、算應有效地進行大規(guī)模模擬，而這兩個框架組件的大型壁和位移響應的必要和關(guān)鍵的影響仍然是很重要的。在這項研究中，一個簡單的剪力墻模型，提出了讓一個漸進的倒塌分析當某剪力墻的重要組成部分，是在最低的事故中刪除的。一個宏模型的方法，本質(zhì)上是采用現(xiàn)有的模式為基礎，以實現(xiàn)模擬和比較研究的目標是進行了兩個雙（框剪）系統(tǒng)，研究了抗震設計的有效性和有效地增強了混凝土性能的詳細說明雙系統(tǒng)。</p><p><b>　　提出

9、的方法和局限</b></p><p>　　一般來說，連續(xù)倒塌仿真，無論是直接進行分析，其中裝載的是仿照明確規(guī)定，還是通過間接的分析，實際裝載事件導致結(jié)構(gòu)損壞雖然不是從加載事件造成的損害后果但還是為藍本進行了評價。如果裝載和受影響地區(qū)的一個結(jié)構(gòu)類型可以很好地確定，直接分析可以用來提供一個損害事件的實際性能進行精確的代表性。由于在確定的確切性質(zhì)和裝載位置不確定，獨立的方法經(jīng)常被用來評價一個結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌，

10、以評估該系統(tǒng)冗余抗重力負荷。備用荷載路徑法（APM）的是一種獨立的方法，在GSA的[1]準則的建議。就本研究目的，采用APM是作為分析的方法來評估鋼筋混凝土框架墻系統(tǒng)抗連續(xù)倒塌。</p><p>　　一個大型的綜合使用詳細的結(jié)構(gòu)有限元模型系統(tǒng)可連續(xù)倒塌仿真計算望而卻步，因為它涉及到幾何和材料非線性和動態(tài)效果。因此，開發(fā)簡捷而可靠的結(jié)構(gòu)模式是符合成本效益的倒塌模擬重要。在這項研究中，宏模型技術(shù)來模擬大型結(jié)構(gòu)件變形反

11、應，如梁，柱，關(guān)節(jié)和剪力墻。在地方一級的物理現(xiàn)象為代表的，都是透過高逼真度的有限元分析模型校正減少。開放源碼平臺的[18]是用于實現(xiàn)和驗證了提出的宏模型的方法。梁和柱的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是采用模擬部分集成纖維梁單元。在國防部，梁柱接頭鵝嶺詳細的討論可以發(fā)現(xiàn)，作者[19]在以往的研究。對部分受損剪力墻模型，基于多垂直線元模型最初是由Kabeyasawa[20]等人提出（MVLEM）和Vulcano [21]的增強等。他們所提出的建模方法的詳情，將在

12、以下各節(jié)描述。合作的轉(zhuǎn)動變換，由開放源碼平臺[18]提供，用于執(zhí)行大排量條件下，一個完全的梁/列元素幾何轉(zhuǎn)換。</p><p>　　由于本研究主要評估框剪系統(tǒng)在重力荷載性能的重點，這些材料被認為是率無關(guān)。但是，必須考慮利率的依賴，如果高速碰撞的直接影響需要加以調(diào)查。樓板不包括在目前的研究基地，但其影響預計將影響整體的漸進性倒塌。法團的板效應需要一個三維模型，是正在進行的研究學科的發(fā)展。</p>&l

13、t;p><b>　　剪力墻建模</b></p><p>　　剪力墻兩種類型被認為是本研究：一個完整的剪力墻和剪力墻部分受損。完整的墻模型需要有能夠代表主要的破壞模式：彎曲和剪切滑動。損壞的部分墻模型，另一方面，應該代表當?shù)氐挠绊?，這可能會影響整體的反應以及承擔損害的情況下失效機理。在這項工作中，重點放在既簡單性以及需要制定一個完整的框架體系墻體倒塌分析的方法。雖然研究假設正好一半下層墻

14、體損壞原因是極端荷載條件下，描述的過程可以擴展到其他涉及局部壁損傷情況。規(guī)則和不規(guī)則的邊界被認為是損害了模擬。</p><p>　　3.1．完整的剪力墻建模</p><p>　　一個完整的剪力墻模型是基于多垂直線元素剪力墻行為是一種垂直平行彈簧和一個水平彈簧片數(shù)來模擬非彈性軸向，剪切，彎曲響應和代表元素，而剛性元素用來表示，隔離墻的物理尺寸。</p><p>　　一

15、垂直線的多元素的簡單形式的計劃最初由Kabeyasawa[20]等。改進的版本，這種方法至今已開發(fā)了[14,15]已經(jīng)證明，這種方法捕獲壁反應的重要功能，其他的簡化模型不能體現(xiàn)，例如，在中性軸的遷移，并提供其他研究者精致的能力，包括材料模型來描述，如軸向，彎曲和剪切國際行動的重要作用。該模型由Orakcal[14]等人研究的參數(shù)。包括宏觀墻彼此沿著墻（米），每個單元數(shù)目墻垂直元素（n）和旋轉(zhuǎn)參數(shù)（C）中心高度堆疊的元素數(shù)。他們的研究結(jié)果

16、表明，模擬全球重新響應不是很敏感的M或N的選擇，只要選擇合理的值代表的墻壁整體的物理特性。增加m或n取決于多少詳細的分析結(jié)果是所需的。該中心的旋轉(zhuǎn)參數(shù)C的變化將影響壁板強度和剛度橫向預測，但這種影響可以通過堆棧安泰特別是在高度彈性的區(qū)域沿圍墻的高度更多墻單元，以減少在曲率變化減少在每個墻元[22]。在這個文件中，c的值被指定為0.4按Vulcano[21]的建議等。建模方便，層高壁內(nèi)段，提出了由單一MVLEM元素。該網(wǎng)站的截面是提交六縱

17、兩墻邊元素和兩個附加的列垂直元素表示</p><p>　　3.2有限元分析部分受損剪力墻</p><p>　　為了了解整體的反應和破壞機制由于墻半部分在一樓的損失局部效應的影響，詳細的有限元分析進行。由于利益的反應，主要是由于重力荷載，位移控制加載下疊加，預計仿真模型的發(fā)展提供必要的信息。剪力墻的原型是取自十層的雙系統(tǒng)辦公Ghosh和聯(lián)營公司[23]設計建設。同一建筑物也被用來調(diào)查的文件系

18、統(tǒng)的反應后的下一個較低的墻突然取消部分。</p><p>　　3.2.1元素和材料模型</p><p>　　有限元分析進行了使用商業(yè)軟件戴安娜模型[24]。八節(jié)點等參四邊形平面應力元素（CQ16M）用于剪力墻建模小組自外的平面應力一般較小，可在不顯著影響的模擬精度忽略。具體行為描述，通過總應變斷裂模型?；炷亮芽p的模型表示使用固定或旋轉(zhuǎn)彌散裂縫方法，被普遍認為將超過連續(xù)模型來模擬混凝土的可

19、靠峰后的反應。在混凝土剪力墻網(wǎng)站被認為是無限制的，但橫向限制效應是在邊緣柱核心混凝土考慮。壓應力應變關(guān)系的混凝土基礎上，在戴安娜模型可用，是由Thorenfeldt[25]等人?；炷晾瓌傉J為，和應力應變曲線的下降部分使用功能的基礎上軟化模型Ⅰ型斷裂能源Hordijk [26]提出。墻上的鋼條被建模為涂加固鋼筋和混凝土之間的完美結(jié)合承擔。這是剪力墻建模自粘結(jié)滑移的影響合理的假設是小于梁柱接頭區(qū)具有重要意義。在鋼鐵材料的響應是仿照使用的1

20、.0％的假設初始剛度比米塞斯各向同性硬化塑性模型。</p><p>　　3.3.對部分損壞的墻體建模</p><p>　　詳細的有限元分析結(jié)果表明，一個高度非線性區(qū)主要集中在最低的兩個區(qū)域，而其余的大多仍然剪力墻在整個模擬（圖2）彈性。</p><p>　　比較兩種分類旋轉(zhuǎn)沿圍墻的高度為墻載荷下的變形：一種是不支持旋轉(zhuǎn)壁記為θa，另一個是該支墻輪換θb指出。顯著的區(qū)

21、別是θa和θb故事中直接觀察到上述損壞的故事。這表明在剪力墻截面高度非線性區(qū)沒有在同一平面上更長的時間。因此，簡單地刪除損壞的墻壁，代表沒有反映對受損剪力墻豎向構(gòu)件局部效應的行為。一個不受支持的一段長城的簡化模型在第二個故事一級的發(fā)展如圖所示。 2。對應力分布的基礎上，對不支持的第二個故事墻有效面積為假定為上三角地區(qū)是由一對角彈簧堪薩斯州的代表。外柱為藍本使用彈性元件和下三角地區(qū)是由一個水平的春天因次周波數(shù)。這些彈簧性能校準與有限元分析

22、，從目前的研究結(jié)果。對于整個受損剪力墻模型簡化模型描述圖3。</p><p>　　該模型參數(shù)C，假設為0.1在第二個故事，因為旋轉(zhuǎn)中心預計將接近底部的位置，由于應力集中。這個參數(shù)是額外的進一步驗證了這一段長城配置被修改，以代表不同的高度對深比參數(shù)研究。的最低兩個故事為藍本剪力墻網(wǎng)絡使用10垂直元素，以捕捉在這些高度非線性區(qū)失敗的詳細的進度。</p><p><b>　　參考文獻&

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