钢筋混凝土剪力墙计算模型和数值模拟研究

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1、分类号JTUili学号1201240085而妥達统科技太#学位论文v.i■'.^«n*-/).，，,、;,{:、•'»*■；*1.*k_■'V•»•厂rL•：.■_；〇，***■〜’■'备；*.^yV,；■^^s»A.*n，■/,；>'、'•、•.，、(rj,.,上，乂:7二钢筋混凝土剪力墙计算模型和'*-1’i,*_.•■'..'.■''■'"•'、.*“•___________数值模拟研究___________作者__________赵航____________指导教师姓名史庆轩教授申请学位级别硕士专业名称结构工程论文提交日期2〇15.〇5论女答辩日期20

2、15.06学位授予单位函要邊統斜妓太營答辩委员会主席—_权声明本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名^日期：一关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，g卩：学校有权保留并向国

3、家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。(保密的论文在论文解密后应遵守此规定）论文作者签名:指导教师签名:日期携-办/JT本人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在□一年/□两年/□三年以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）论文作者签名：指导教师签名:注：请将此页附在论文首页。西

4、安建筑科技大学硕士学位论文钢筋混凝土剪力墙计算模型和数值模拟研究专业：结构工程硕士生：赵航指导教师：史庆轩教授摘要合理的剪力墙性能数值模拟可以有效的指导结构设计，目前国内外对剪力墙性能的模拟主要从宏观和微观两个角度入手。宏观模型概念清晰明确，计算效率高，但模型相关假定具有一定局限性，在追求简单高效的同时不同程度的牺牲了准确性，仍有较大的改进空间。模型相关参数确定对模拟结果影响较大，合理的确定参数可有效的提高模拟精度。微观模型考虑因素全面，结果较精确，但计算法则复杂，资源消耗大，适合构件层面的研究分析，可用于对受力性能复杂的低矮剪力墙进行深入探讨。本文基于宏观模型

5、中多垂杆模型和纤维模型，微观模型中薄膜元理论模型进行相关研究，具体工作如下：从多垂杆模型作用机理入手，探讨位移模式、刚度矩阵、截面垂杆划分数量、单元划分数量及剪切弹簧性能等对该模型模拟性能的影响规律。结合墙体曲率分布状态阐述c值意义及取值影响，并针对模型不能合理考虑曲率非纯弯曲部分的影响进行修正。探讨了纤维模型中刚度法和柔度法的求解方式，对柔度法中单元状态确定进行分析，通过公式推导，证明了在单元抗力的确定中可省略求解单元残余变形的步骤，从而提高计算效率。分析对比基于刚度法和柔度法的纤维模型中单元划分数量、积分点选取数目等因素对模拟结果的影响，建议将积分点权系数与

6、塑性铰长度结合起来确定单元长度来模拟软化段塑性集中区域，并依据墙体的耗能能力给出相应的混凝土受压断裂能公式来合理的模拟墙体的软化段。对薄膜元理论进行介绍，基于DSFM模型对3片不同剪跨比的墙体进行模拟，验证薄膜元理论的合理性，分析不同剪跨比墙体受力全过程中应力-应变分布、裂缝发展及最终破坏模式等的变化规律，并与多垂杆模型及纤维模型性能进行对比分析，确定宏观模型适用的剪跨比范围。同时探讨了配筋率及配筋方式对低矮剪力墙性能的影响。西安建筑科技大学硕士学位论文关键词：钢筋混凝土剪力墙；多垂杆模型；纤维模型；柔度法；刚度法；数值模拟；薄膜元理论论文类型：应用基础研究基金

7、项目：国家自然科学基金(51178380)西安建筑科技大学硕士学位论文ResearchonCalculationModelandNumericalSimulationofReinforcedConcreteShearWallsSpecialty:StructuralEngineeringName:ZhaoHangSupervisor:Prof.ShiQingxuanABSTRACTStructuredesigncaneffectivelybeguidedbyreasonablenumericalsimulationofRCshearwalls,thenumeri

8、calsimulatio