層殼模型在剪力墻結構計算中應用

1、1層殼模型在剪力墻結構計算中應用層殼模型在剪力墻結構計算中應用【摘要】鋼筋混凝土剪力墻是高層建筑中的主要抗側力構件，要正確模擬高層建筑的破壞行為，就必須提出能夠準確模擬剪力墻構件破壞的力學模型。本文基于復合材料力學原理，提出了適用于剪力墻結構倒塌破壞非線性分析的分層殼墻單元模型，并與纖維模型結合，暗柱剪力墻的面內剪切、面內彎曲和面外彎曲行為進行了模擬計算。【關鍵詞】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變和曲率，然后，認為殼單元各層材料在厚度方向滿足平截面假定，就可以由中心層應變和曲率得到各鋼筋和混凝土層的應變，進而由材料本構方程可以得到相應的應力，積分得到整個殼單元的內力。（二）、混凝土層本構模型混凝土受壓行為采用基于VonMises屈服準則的等向3可以較好的分析剪力墻的面內剪

3、切非線性行為。以文獻[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。（二）、面內彎曲受力分析由于剪力墻在面內高寬方向的尺寸相差并不懸殊，在發(fā)生面內彎曲變形時同樣伴隨較大的剪切變形，利用平截面假定

4、，將其視為一維構件進行分析可能會帶來較大的誤差。而分層殼墻模型，可以更準確地考慮面內彎曲變形和剪切變形的共同作用，計算模型選取同濟大學所做的比例尺為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%。混凝土實測抗壓強度fc=15MPa，彈性模量Ec=1.67104MPa；鋼筋屈服強度fy=452.9MPa，彈性模量Es=1