钢筋混凝土筒体的非线性有限元分析模型

本文提出了一种反复荷载下混凝土材料的本构模型，该模型采用平面应力状态下的弥散正交裂缝假设，钢筋采用弥散假设，并考虑了屈服、应变硬化、循环卸载与再加载规则等因素。该本构模型与其他模型相比，具有简便有效的优点。在此基础上，本文采用八结点平面应力单元建立了钢筋混凝土核心筒体非线性有限元分析模型，并对试验模型进行了非线性分析，计算结果与试验结果吻合较好。     

边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件,边缘约束情况是影响剪力墙抗震性能的一个重要因素。为研究边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,本文进行了三片边缘约束情况不同的钢筋混凝土剪力墙的低周反复试验,并对试验结果进行了分析,分析内容包括：破坏形态、水平承载力、位移延性系数、刚度退化、抗震耗能能力等方面。研究结果表明,合理地设置边缘约束能够扩大塑性破坏区域,提高试件的水平承载力,改善其抗震耗能性能。研究进一步发现,边缘纵筋配筋率在提高试件的水平承载力,改善其抗震耗能性能和刚度退化程度方面影响显著,而边缘配箍率对抗震性能的贡献在本次试验分析中表现得并不明显。     

Probabilistic development of shear strength model for reinforced concrete squat walls

In order to reconcile the larger scatter and avoid the biased estimate from deterministic predictions for the shear strength of reinforced concrete (RC) squat structural walls, a probabilistic shear strength model is developed in this paper based on the strut‐and‐tie model and the generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE) method. The strut‐and‐tie model is used to derive an appropriate function form for the probabilistic shear strength model, where four unknown model parameters (e.g. k₁, k₂, k₃ and k₄) are defined carefully to guarantee them having a clear physical‐based meaning so that the corresponding prior distribution ranges can be specified reasonably. Then, the GLUE method is adopted to estimate the posterior cumulative distribution of k₁, k₂, k₃ and k₄ with an available experimental database. Furthermore, to demonstrate the stability of the estimated posterior cumulative distribution, the sensitivity of three major aspects in GLUE method is investigated. Finally, based on the estimated cumulative distribution of k₁, k₂, k₃ and k₄, the developed probabilistic shear strength model is simplified as a mean prediction model and a standard deviation prediction model for facilitate using in engineering practice. Therefore, with the developed probabilistic shear strength model, not only can the squat structural walls be designed in confidence, but the accuracy of those deterministic predictions can be evaluated in a probabilistic manner. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土剪力墙抗震性能试验研究

本文设计了1片普通混凝土剪力墙试件和5片混杂纤维混凝土剪力墙试件,进行低周往复加载试验,研究混杂纤维混凝土分布位置和高度对剪力墙抗震性能的影响。根据拟静力试验数据,分析了墙体试件的滞回曲线、骨架曲线及关键点、位移延性、刚度退化性能、耗能能力以及关键位置钢筋应力应变分布情况。结果表明:（1）剪力墙试件中采用混杂纤维混凝土的区域以均匀的水平裂缝为主,有效控制了剪力墙的斜裂缝的产生,最终表现出弯曲破坏模式。（2）相比混杂纤维混凝土分布在约束边缘区域,混杂纤维混凝土分布在底部的试件滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。（3）混杂纤维混凝土分布高度越高,滞回曲线越饱满。当分布高度大于0.3h （h为全长）时,混杂纤维混凝土分布高度的提升对承载能力和变形能力的影响较小。（4）混杂纤维混凝土的掺入提高了剪力墙的抗剪性能,在一定程度上可替代水平分布筋。     

型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究

型钢混凝土剪力墙(亦称为SRC剪力墙)是一种新型的剪力墙,其抗弯承载力、抗剪承载力及延性均好于普通剪力墙。本文简要总结了近年来国内外关于型钢混凝土剪力墙抗震研究的成果。在此基础上,进行了较高轴压比下内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙的抗震性能试验研究。试验研究表明,内藏钢桁架的存在明显改善了高轴压比下型钢混凝土高剪力墙的抗震性能。     

高强混凝土剪力墙非线性有限元分析

为适应高强材料在土木工程结构中的应用发展需要,本文研究高强混凝土剪力墙在不同参数影响下的受力状态、应力分布以及承载力的变化规律,为高强混凝土剪力墙设计提出合理建议.利用有限元分析软件对高强混凝土剪力墙进行模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比.在确定数值分析结果的正确性后,进行不同轴压比、剪跨比及不同配筋条件下该类构件数值模拟分析,以研究各参数对高强混凝土剪力墙延性的影响.明确各参数对高强混凝土剪力墙受力性能的影响效果,得出高强混凝土剪力墙承载力随各参数变化的规律.     

钢筋混凝土剪力墙非线性单元模型的研究

本文首先对等效框架模型、多竖直杆单元模型作了改进.然后应用改进等效框架模型、改进多竖直杆单元模型及分层壳单元模型,对不同轴压比的三片剪力墙构件模型与一个14层筒中筒结构模型进行了计算分析,并与实验结果作了比较.结果表明:改进多竖直杆单元模型在所有情况下均可取得较好结果,是适用性较强的剪力墙非线性单元模型;多层壳单元模型...     

钢筋混凝土核心筒体抗震性能试验研究

本文对两组五个钢筋混凝土核心筒试件进行了低周反复荷载试验，研究了不同轴压比和剪跨比的核心筒破坏机理、承载能力、延性和耗能能力等方面的抗震性能。结果表明，轴压比对核心筒的抗震性能有较大影响。     

轴压比对中等高度LC结构剪力墙抗震性能的影响

轻骨料混凝土(L ight-we ight concrete,简称LC)剪力墙的轴压比是剪力墙抗震设计时一个重要的控制因素,直接关系到其延性性能。为使设计规程具有足够的理论依据,本文通过对六榀轻骨料混凝土剪力墙试件的试验,研究了在低周反复荷载作用下,着重考虑不同轴压比对中等高度有边框剪力墙的破坏形态和变形性能的影响效应,对其滞回特性进行分析,计算了各剪力墙的刚度退化率与延性系数,并将无竖缝剪力墙与带竖缝剪力墙的抗震性能进行了对比。     

型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

剪力墙构件是现代高层建筑结构中的主要抗侧向力构件.为了对比型钢桁架混凝土组合低矮剪力墙与型钢框架混凝土组合低矮剪力墙以及普通钢筋混凝土低矮剪力墙在地震作用下的抗震性能,本文进行了四榀1/4缩尺模型的低矮混凝土剪力墙在单调和低周反复荷载作用下的对比试验,其中单调加载试验包括一榀内置型钢桁架的型钢混凝土组合低矮剪力墙,反复加载试验包括一榀普通钢筋混凝土低矮剪力墙、一榀内置型钢框架的型钢混凝土低矮剪力墙和一榀内置型钢桁架的型钢混凝土低矮剪力墙,给出了各试件的刚度、承载力、变形、延性和破坏形态等试验结果,并对其进行分析.试验结果表明,在这三种墙体中,型钢桁架混凝土组合低矮剪力墙的承载力、变形能力、耗能能力较其他类型剪力墙好,并为型钢桁架混凝土组合低矮剪力墙在实际中的应用提供了试验依据.     

钢筋混凝土核心简的剪切滞变模型

通过对比评价现有可用于剪力墙的剪切滞变模型,并结合现有国内外钢筋混凝土核心筒体试验结果,选取了带捏缩的修正Takeda模型作为核心筒的剪切滞变模型,并给出了模型的细部滞变规则。     

H形断面钢筋混凝土立体剪力墙的非线性动力响应分析

为了建立统一的动力响应分析模型,本文以NUPEC振动台试验的H形断面钢筋混凝土立体剪力墙为研究对象进行了三维非线性有限元动力响应分析。根据分析结果与试验结果的比较可知,在RC剪力墙到达最大承载力之前由简化模型和一般模型得到的动力响应特性与试验结果吻合较好,荷载-变形关系能很好模拟试验结果。但是,最大承载力之后,由于混凝土开裂、损伤、劣化的急剧发展,较难模拟混凝土开裂、裂缝的开闭及滑移等非线性特性,分析得到的加速度衰减较慢、位移响应较小。基于上述研究成果探讨并提出了进一步改善非线性有限元动力响应分析精度的建议。     

钢筋混凝土核心筒体抗震性能分析

本文在非线性有限元计算模型和分析程序的基础上，对影响钢筋混凝土核心筒体抗震性能的三个重要参数，即高宽比、轴压比、连梁刚度比，进行了一系列模型的非线性计算分析，得出了各参数对核心筒的承载力、破坏形式、延性、耗能能力等抗震性能的影响，为参数影响的定量研究和工程设计提供了有价值的参考。     

型钢混凝土剪力墙抗震性能影响参数研究

型钢混凝土剪力墙是一种广泛应用于高层混合结构中的剪力墙形式。本文采用通用有限元程序ADINA,以边缘构件含钢率为主要参数,对不同剪跨比的几组剪力墙承载力和变形能力进行了分析,并与考虑了剪力墙混凝土等级、轴压比、配筋率和边缘约束指标等参数影响的剪力墙性能进行了比较研究。结果表明,在高层结构中采用较高强度的混凝土是有利的,但剪力墙的轴压比需要严格限制,且墙体配筋率并不是提高其抗震性能的有效手段。在高层混合结构剪力墙中,通过边缘构件设置型钢可有效增加墙体延性,且边缘约束构件的约束指标可取0.32左右。     

Dynamic non-linear analysis of reinforced concrete shear wall by finite element method with explicit analytical procedure

A numerical procedure for a dynamic non-linear finite element analysis is proposed here to analyse three-dimensional reinforced concrete shear wall structures subjected to earthquake motions. A shear wall is modelled as a quasi-three dimensional structure which is composed of plane elements considering the in-plane stiffness of orthogonal flange panels. The proposed constitutive model is based on the non-linearity of reinforcement and concrete in which the tension stiffening in tension and the degradation of stiffness and strength in compression of concrete after cracking are considered. The acceleration-pulse method, which is a kind of explicit analytical procedure, is employed to solve the non-linear dynamic equations, where the dynamic equation can be solved without stiffness matrix and so the iterative procedure is not necessary for descending portion of stress–strain relationship caused by cracking and softening after compressive strength in concrete. The damping effect is considered by assuming equivalent viscous damping which can give good cyclic behaviours of inertia force vs. displacement relationships. This analytical method was applied to a test specimen of a reinforced concrete shear wall with a H-shaped section which was vibrated up to failure by using a large-scale shaking table with high -performance in Japan. The test was performed as one of the dynamic model tests for evaluation of seismic behaviour of nuclear reactor buildings. The calculations were performed sequentially from the elastic range to failure. The comparison with the test results shows that this approach has good accuracy. © 1997 by John Wiley & Sons Ltd     

Three‐dimensional beam‐truss model for reinforced concrete walls and slabs – part 1: modeling approach,validation, and parametric study for individual reinforced concrete walls

A three‐dimensional beam‐truss model for reinforced concrete (RC) walls developed by the first two authors in a previous study is modified to better represent the flexure–shear interaction and more accurately capture diagonal shear failures under static cyclic or dynamic loading. The modifications pertain to the element formulations and the determination of the inclination angle of the diagonal elements. The modified beam‐truss model is validated using the experimental test data of eight RC walls subjected to static cyclic loading, including two non‐planar RC walls under multiaxial cyclic loading. Five of the walls considered experienced diagonal shear failure after reaching their flexural strength, while the other three walls had a flexure‐dominated response. The numerically computed lateral force–lateral displacement and strain contours are compared with the experimentally recorded response and damage patterns for the walls. The effects of different model parameters on the computed results are examined by means of parametric analyses. Extension of the model to simulate RC slabs and coupled RC walls is presented in a companion paper. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢筋混凝土带暗支撑核心简体抗震性能试验研究

本文在带暗支撑剪力墙研究的基础上,进一步提出了带暗支撑核心筒体,通1/6缩尺的1个带暗支撑筒体结构和1个普通筒体结构的低周反复荷载试验,比较分析了它们的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力及破坏机制。试验表明,带暗支撑筒体比普通筒体的抗震性能明显提高。     

轻钢骨混凝土剪力墙延性的非线性有限元分析

轻钢骨混凝土剪力墙结构作为新型结构在工程界要得到认同并推广使用,必须对该结构的各项性能指标进行系统的试验研究和理论分析。本文应用ADINA有限元软件对轻钢骨混凝土剪力墙延性进行非线性有限元分析,根据不同的高宽比、轴压比、轻钢骨配筋率以及端部配筋模型的计算结果,对该结构体系的延性及其破坏形态进行综合分析,并对轻钢骨混凝土剪力墙轴压比设计提出建议。分析结果表明,高宽比主要控制轻钢骨混凝土剪力墙的破坏形态,轴压比对其结构的延性的影响最为显著,而端部配筋对其延性影响不大。     

钢纤维混凝土低剪力墙抗震性能试验研究

对不同钢纤维体积率、相同钢纤维混凝土强度的5个钢筋钢纤维混凝土低剪力墙试件以及不同钢纤维混凝土强度、相同钢纤维体积率的2个钢筋钢纤维混凝土低剪力墙试件,进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了剪力墙的延性、滞回性能和耗能能力等,研究了钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土低剪力墙的延性及耗能能力的影响.试验和分析结果表明:掺加钢纤维的钢筋混凝土低剪力墙的延性、耗能能力都比普通钢筋混凝土低剪力墙明显提高,抗震性能良好.     

截面中部配置型钢的混凝土剪力墙抗震性能研究

本文通过试验研究了型钢混凝土(SRC)剪力墙的抗震性能,对16个试件进行了低周反复加载试验,得到了这些构件的延性比;研究了高宽比等参数对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响。在试验中,研究了在中部配置型钢的型钢混凝土剪力墙,结果表明这种新型的型钢混凝土剪力墙具有更好的抗震性能。在试验的基础上,本文建立了型钢混凝土剪力墙恢复力骨架曲线的数学模型,为分析高层结构的非线性地震反应分析提供了基础数据。