纖維模型中考慮剪切效應的RC結(jié)構(gòu)非線性特征研究.pdf

1、作為用來模擬構(gòu)件非線性反應的一種細化模型，纖維模型引起了各國研究者的普遍關注。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，并能很好地考慮彎曲和軸向效應的耦合，但它不能模擬構(gòu)件的剪切效應。對于纖維模型中考慮剪切效應的模型化方法，國內(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的模型化方法?；诳紤]剪切效應的模

2、型化方法，以國外新近開發(fā)的結(jié)構(gòu)非線性分析工具OpenSees為平臺，重點研究了以下幾個方面的內(nèi)容：
　　第一，在OpenSees中實現(xiàn)考慮剪切效應的模型化方法，從而形成對剪切效應的模擬；
　　第二，基于試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析與回歸對小跨高比連梁、短柱與剪力墻的剪切恢復力特征參數(shù)進行在中國實際情況下的校核與修正，并提出適應中國國情的定參公式。以幾片典型剪力墻的抗震性能試驗結(jié)果為標準點，對前面的模型化方法進行校準，得出：基于Open

3、Sees平臺纖維模型中考慮剪切效應的模型化方法能較好地模擬出剪力墻構(gòu)件的實際抗剪承載力與最大位移，并且能夠較好地模擬出試驗中的剛度退化、強度退化和捏縮效應，具有一定的可靠性和穩(wěn)定性。以此經(jīng)過校準的模型化方法作為后續(xù)研究的理論依據(jù)；
　　第三，以經(jīng)過校準的考慮剪切效應模型化方法，對剪力墻的非線性變形能力進行系列分析。研究了剪跨比、軸壓比、墻板配筋率、邊框暗柱配筋率、混凝土強度、加載方式等主要因素對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志，它與抗剪承載力有著一定的函數(shù)關系。本文通過引入一組與中性軸處最大軸向變形相關的剪力－剪應變骨架曲線，近似考慮了軸向、彎曲效應與剪切效應的耦合作用，并詳細闡述了截面的剪切滯回模型，編制了程序流程圖；
　　第五，本文針對一嚴格按照我國規(guī)范設計的設防烈度為八度（剪力墻抗震等級為一級、框架抗震等級

5、為二級）的高層民用建筑鋼筋混凝土三維框架－剪力墻為例，以考察剪切效應對空間框架－剪力墻結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的非線性反應影響規(guī)律為重點，完成了以下研究內(nèi)容，主要結(jié)論如下：
　?、倏紤]剪切效應框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的整體反應明顯大于不考慮剪切效應的整體反應。
　?、诳紤]剪切效應的剪力墻模型可以更合理地反映剪力墻的實際抗剪承載力、剪切剛度、剛度退化、強度退化、捏縮效應及耗能情況，對比分析結(jié)果表明，不考慮剪切效應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。
　　③在罕遇地震(a=0.46g)雙向作用下，考慮剪切效應與不考慮剪切效應的空間框架－剪力墻的屈服機制、薄弱環(huán)節(jié)位置基本相同，考慮剪切效應模型的屈服桿件數(shù)量大于不考慮剪切效應模型的桿件數(shù)量。考慮剪切效應模型桿件損傷程度普遍大于不考慮剪切效應模型的桿件損傷程度，不考慮剪切效應的模型化方法低估了結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的延性需求。這說明，不考慮剪切效應的模型化方法低估了整個空間結(jié)構(gòu)的局部反應