钢筋混凝土带暗支撑低矮剪力墙非线性有限元分析

在试验研究基础上，采用ANSYS有限元分析程序，对钢筋混凝土带暗支撑低矮剪力墙在单向加载下的性能作了非线性分析，从理论计算角度进一步了解其在水平荷载作用下的开裂，变形及破坏全过程，有限元分析与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土剪力墙非线性动力分析模型

介绍了目前常用的钢筋混凝土剪力墙的几种非线性动力分析模型,并对模型涉及的各元件的滞回特性及有关参数的取值作了简要讨论。提供的力学模型和滞回特性可供钢筋混凝土剪力墙、框－墙结构和、钢－混凝土混合结构的非线性动力分析时采用。     

钢筋混凝土剪力墙结构非线性动力响应的有限元法

采用三点三角形常应变单元分析了钢筋混凝土剪力墙结构在动力荷载作用下的非线性响应。钢筋混凝土采用Ｖｅｃｃｈｉｏ和Ｃｏｌｌｉｎｓ的抹平旋转裂缝模型,几何非线性采用Ｇｒｅｅｎ应变公式来考虑。时间积分采用显式中心差分格式。由于中心差分和常应单元的计算量很小,尽管结构划分的单元数的时间步长都多,但数值算例表明,本法对较大规模结构的强非线性动力问题十分有效。     

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。     

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.     

剪力墙开洞结构受力性能的研究

剪力墙作为框架剪力墙结构主要的抗侧力构件,在其上开设洞口,不仅会降低剪力墙自身抗侧能力,而且会对原有框架剪力墙结构的抗震性能产生影响。以一个15层钢筋混凝土框架剪力墙写字楼为例,对该写字楼的各层剪力墙进行开洞,利用ANSYS有限元软件建立该框剪结构开洞前与开洞后的有限元模型,分析当开洞率变化时,开洞剪力墙在多遇地震作用下的变形以及应力的变化情况。得出了剪力墙开洞后,在洞口的上角部应力集中严重,需在此部位采用粘贴斜向钢板或增设钢筋混凝土斜梁的方法进行加固补强。     

一种新型抗震耗能剪力墙结构—结构的抗震性能研究

本文根据两个十层新型抗震耗能剪力墙结构模型的振动台试验结果，研究了这种结构的地震反应、变形特性和耗能机理、提出了进行非线性地震反应分析的计算模型，并与试验结果进行了对比，在此基础上进行了参数研究，分析了结构主要参数的变化对抗震性能的影响。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析：I有限元反应及其灵敏度

作为一种随机有限元方法，有限元可靠度方法通过有限元反应灵敏度分析将结构可靠度分析的近似解析方法与结构确定性分析的有限元方法结合起来，可以有效地处理结构反应是基本随机变量的隐式函数这一难题，因此成为大型复杂结构可靠度分析的有效工具。采用基于位移的非线性纤维梁柱单元对钢框架结构进行有限元建模，推导了单元与截面的基本方程。针对基于位移的纤维梁柱单元，采用逐级递进方式，分别推导了整体级、单元级、截面级和材料级的有限元反应灵敏度直接微分表达式。研究结果可为采用FORM或SORM等近似解析法进行钢框架结构的非线性静力有限元可靠性分析提供算法支持和编程依据。     

螺旋箍筋约束套筒浆锚搭接的装配式剪力墙抗震性能有限元分析

采用有限元分析软件ABAQUS建立现浇剪力墙和螺旋箍筋约束套筒浆锚搭接装配式剪力墙有限元模型,用单向加载的方法模拟模型的正向骨架曲线。结果表明,在边缘构件受压区设置约束混凝土模型,可以较好地模拟螺旋箍筋约束边缘构件的剪力墙的抗震指标,并证明利用ABAQUS软件模拟现浇和装配式剪力墙力学性能的可行性,为采用浆锚搭接的装配式剪力墙相关的研究提供依据。     

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     

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。     

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。     

密肋复合墙体非线性数值分析及抗剪承载力研究

结合课题组前期的研究成果,通过对墙体中不同材料的本构模型、墙体中裂缝、多种材料的联结以及墙体边界条件的研究与探讨,运用通用有限元程序ANSYS对密肋复合墙体进行非线性有限元分析;并在试验结果与有限元模拟的基础上,依据极限平衡理论,建立起来复合墙体的斜截面抗剪极限承载力公式。理论分析与试验研究表明:复合墙体非线性有限元模型能够较好地模拟墙体内力和变形发展的全过程,描述裂缝的形成和扩展,对于实际工程和科学研究具有足够的精度;墙体斜截面抗剪承载力公式与实测值吻合较好,具有一定的精度,满足工程设计需要。     

Initial stiffness of reinforced concrete structural walls with irregular openings

Reinforced concrete (RC) structural walls with openings are the primary lateral‐load‐carrying elements utilized in many structures designed to resist earthquakes. A review of the technical literature shows that there is a considerable amount of uncertainty with regards to the elastic stiffness of these structures when subjected to seismic excitations. Current design practices often employ a stiffness reduction factor to deal with this uncertainty. In an attempt to develop additional information regarding the stiffness of these structures, this paper discusses an approach to determine the initial stiffness of RC structural walls with irregular openings and low aspect ratios. This approach would consider the effect of both flexural and shear deformations. As a part of this study, an analytical approach to determine stiffness was also developed and validated by comparing theoretical and experimental results obtained from six RC shear walls with irregular openings. Simple equations for assessing initial stiffness of RC structural walls with irregular openings are then proposed, based on these parametric case studies. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.