钢筋混凝土剪力墙三维计算模型研究现状分析-论文.pdf

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1、第3O卷第4期结构工程师V0I．3O．No．42014年8月StructuralEngineersAug．2014钢筋混凝土剪力墙三维计算模型研究现状分析蒋欢军，王宇，，(1．同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092；2．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要钢筋混凝土剪力墙已在高层建筑中得到了广泛应用，但是其非线性数值计算模型的研究还不够完善。钢筋混凝土剪力墙的数值计算模型经历了从一维、二维到三维的发展过程。重点对其三维数值计算模型进行了归纳和总结，主要分析各模型在模拟剪力墙

2、空间效应方面的优劣，并提出了一些改进建议，以进一步完善已有的计算模型。关键词钢筋混凝土剪力墙，三维计算模型，空间效应，微观模型，宏观模型State．．of-the．．ArtofThreeDimensionalNumericalModelsforRCShearWallsJIANGHuanjuntWANGYu，，(1．ResearchInstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction，Ton~iUniversity，Shanghai200092，Chin

3、a；2．StateKeyLaboratoryofDisasterReductioninCivilEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China)AbstractRCshearwallshavebeenwidelyusedinhigh—risebuildings．However，therestillexistsomeprob-lemsinthenonlinearnumericalmodelfortheRCshearwal1．Numericalmodelsf

4、orRCshearwallswentthroughthedevelopmentprocessfromtheone—dimensional，two—dimensionaltothree—dimensionalmodels．Thisstudyfocusesonsummarizingthreedimensionalnumericalmodels，analyzingtheprosandconsofeachmodelinthesimulationofspatialeffectofshearwalls．Atlast

5、，somesuggestionsareputforwardinordertofurtherimprovetheexistingnumericalmodels．KeywordsRCshearwall，Threedimensionalnumericalmodel，spatialeffect，micromodel，macromodel法。解析法又称为等效连续化法或微分方程法，1引言需要通过微分方程来求解结构的内力与变形。这种方法按照现阶段的数学理论只能求出某些特定钢筋混凝土剪力墙不仅具有较好的强度和刚边界条件

6、下的解，因而应用较少。数值法作为一度，而且能够有效地在强震作用下吸收地震能量，种离散化的方法，随着计算机的发展显得越发有因而在高层建筑结构中得到了广泛的应用。生命力。该方法根据单元划分大小，还可以分为自20世纪80年代以来，剪力墙的理论研究与计微观单元和宏观单元，这也是本文讨论的重点算机数值模拟逐渐结合，满足了人们以理论指导内容。半解析半数值法吸收了前两者的优点，实践，设计出更加经济合理的剪力墙结构的要求。精度高且未知量少。但是该模型的应用与解析从理论分析的角度讲，剪力墙的分析方法可法一样仍有较大的局限

7、性，难以模拟复杂的边以分为三大类：解析法、数值法和半解析半数值界条件。收稿日期：2013—12—11基金项目：国家自然科学基金项目(91315301)，高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20130072110011)联系作者，Email：deanwy9128@163．coril·文献综述·结构工程师第30卷第4期在钢筋混凝土剪力墙的初期数值模拟中，大多数学者采用一维等效梁单元模型3。这种模型是最早建立和早期应用较广的模型。但此模型很难对剪力墙与周边构件的相互作用作出正确的反映和描述，对墙体非线性抗

8、剪刚度的计算也过于粗糙。此后，学者们逐步开始采用平面单元。这是由于剪力墙构件在结构体系中主要发挥其平面内刚度的作用，研究人员也更关注其平面内的力学性能。在剪力墙二维计算模型中，微观模型主要是不同位移模式的平面单元，如三节点六自由度三角形单元、四节点八自由度四边形单元等。微观模型计算结果较为精确，且能够反映剪力墙局部的应力应变，但是自由度较多，计算量较大，不便于实际应用。宏观模型主要有墙柱单元模型l5J、等效支撑模型_6J、三垂直杆元模型_7