【碩士】配筋砌塊砌體矩形截面剪力墻滯回性能數(shù)值仿真分析

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　　【碩士】配筋砌塊砌體矩形截面剪力墻滯回性能數(shù)值仿真分析　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　 配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)是一種融砌體和混凝土性能于一體，集兩者優(yōu)點(diǎn)于一身的新的高層結(jié)構(gòu)形式，其經(jīng)濟(jì)性和適用性與我國(guó)的住房需求和墻體改革方向相適應(yīng)，但由于材料離散性大且試驗(yàn)數(shù)目有限，還不能很好的總結(jié)其規(guī)律?！　? 為研究高層建筑剪力墻的受力與變形、研究帶剪力墻的高層建筑地震響應(yīng)分析，前人提出過等效梁模型、墻板模型、等效支撐模型、三垂直桿和多垂直桿模型、二維板單元模型等計(jì)算方案，從不同側(cè)面部分解決了對(duì)剪力墻來(lái)說必須考慮剪切變形影響的問題，各有優(yōu)缺點(diǎn)。在復(fù)雜受力狀態(tài)下考慮材料非線性，目前無(wú)疑首推纖維單元模型。但傳統(tǒng)的纖維單元及其各種改進(jìn)均未離開“平截面”這一基本假設(shè)，對(duì)高寬比很小的剪力墻來(lái)說顯然截面在變形后絕非平面。又從有限單元法的基本思想來(lái)說，關(guān)鍵在于構(gòu)造接近真實(shí)變形的位移場(chǎng)?！　〕鲇谶@一基本思想，本文通過對(duì)模擬實(shí)際受力的均質(zhì)剪力墻進(jìn)行有限元數(shù)值分析，探索并給出了均質(zhì)剪力墻隨幾何尺寸不同墻內(nèi)各點(diǎn)的變形規(guī)律。由這一接近實(shí)際的變形規(guī)律出發(fā)，利用彈性和彈塑性狀態(tài)下變形規(guī)律不變（像梁柱單元一樣）的基本假設(shè)，采用纖維模型進(jìn)行復(fù)雜受力狀態(tài)下的材料非線性分析，應(yīng)該具有通用性（可適用各種材料的剪力墻分析）和更高的精度?！　? 在數(shù)值解析建立了均質(zhì)、墻片面內(nèi)受剪的變形規(guī)律的基礎(chǔ)上，本文放棄了傳統(tǒng)纖維單元的平截面假設(shè)，提出并構(gòu)建了考慮截面翹曲影響的纖維單元模型，為了驗(yàn)證這種新纖維單元在剪力墻非線性分析中的適用性和可靠性，對(duì)已物理實(shí)驗(yàn)的配筋砌塊砌體剪力墻進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明，考慮截面翹曲影響的纖維單元模型能較好地再現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的客觀規(guī)律，特別是屈服荷載和屈服位移較傳統(tǒng)纖維單元有較大的改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，考慮工程可能的剪力墻高寬比范圍，及可能的砌體抗壓強(qiáng)度平均值、軸壓比、配筋率影響因素，用均勻設(shè)計(jì)法安排配筋砌塊砌體一字型剪力墻的數(shù)值試驗(yàn)墻片，進(jìn)行與物理實(shí)驗(yàn)相同加載機(jī)制下的非線性數(shù)值分析，從而回歸分析建立了墻片骨架曲線特征參數(shù)與所考慮因素之間的經(jīng)驗(yàn)公式，并根據(jù)數(shù)值試驗(yàn)的滯回規(guī)律，給出了墻片的加卸載滯回規(guī)律，為以配筋砌塊砌體一字型剪力墻為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的高層結(jié)構(gòu)彈塑性分析奠定了基礎(chǔ)。　　

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