双肢剪力墙有限元计算模型的研究.pdf

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1、第37卷第4期四川建筑科学研究2011年8月SichuanBuildingScience43双肢剪力墙有限元计算模型的研究朱杰江,钱晓康(上海大学土木工程系,上海200072)摘要:在使用有限元分析软件进行分析计算时,连梁有两种建模方式:按框架梁输入和按墙开洞输入。不同的建模方式对应不同的计算模型,不同的计算模型会导致结构性质和构件内力产生较大差异,所以进行双肢剪力墙结构计算时,必须结合实际情况,综合考虑各种因素选择合适的建模方式。本文拟通过SAP2000分析不同跨高比下两种模型的楼层位移、梁端弯矩,进而找出双肢剪力墙

2、如何建立有限元模型的方法。关键词:连梁;跨高比;剪力墙;有限元中图分类号:TU375.4文献标识码:A文章编号:1008—1933(2011)04—043—03ResearchonfiniteelementmodelsofcoupledshearwallZHUJiejiang,QIANXiaokang(DepartmentofCivilEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:There’StWOinputwaysfortiebeamonu

3、singfiniteelementsoftWare,i.e.inputasframebeamandopeninginshearwal1.Diferentwaysofinputcorrespondwithdiferentcalculatingmodels,whichleadtothediferenceonthefeaturesofbuil~ngandtheinternalforceofstructurecomponent.Usershavetoconsiderkindsoffactorstochooseappropria

4、teinputwayduringtheanalysisofthecoupledshearwal1.Inthispaper,SAP2000isusedtocalculatethedisplacementoffloorandmomentatbeamendofthetwomodelsandthespandepthratioisthemainvariables.Thefinalgoalistofindthecriterionofinputingcoupledshearwal1.Keywords:tiebeam;spandept

5、hratio;shearwall;finiteelement高比的连梁,两种建模方式得到的结果误差是相当1概述大的,显然此时按框架梁输入不符合实际情况。本在剪力墙结构和框架一剪力墙结构中,与剪力文拟通过有限元分析软件SAP2000深入研究两种墙墙肢相连的梁称为连梁。当建筑物遇到风荷载和建模方式,找到连梁如何建模的方法。地震荷载时,墙肢产生弯曲变形,使连梁产生转角和2SAP2000建模相应内力,所以连梁可以耗散能量;另一方面连梁端部的弯矩,约束墙肢的变形,改善墙肢的受力状态,2.1双肢剪力墙模型的建立因此连梁的作用非常重

6、要。本文的研究对象为一片双肢墙,墙厚0.2m,根在使用有限元软件进行设计时,连梁主要有两据连梁按梁输和按墙开洞输分别建模。两侧墙肢长种建模方式:度为1.6m,连梁跨度为1.8m,共lO层,层高2.91)按杆输入:连梁按框架梁定义,按空间杆单m,左侧墙肢承受倒三角形分布的荷载。为了使研元参与结构整体计算,耗时少。究结论更具合理性,层间位移角满足规范的要求,所2)按墙开洞输入:通过在剪力墙上开洞形成连以倒三角形荷载的最大值设为20kN/m,刚好使整梁,连梁是剪力墙的一部分,按墙元进行内力计算,片完整墙体在荷载作用下的层间位

7、移角为1/1000。耗时较长。具体模型如图1所示。在设计过程中,有时为了满足位移、周期等要2.2计算过程中的网格划分尺寸的研究求,不得不设置一些跨高比小的梁。但是对于小跨2.2.1墙肢网格划分以厚度为0.2m,长度为1.6m,高度为8m的收稿日期:2009.12-03完整墙体为研究对象,承受最大值为20kN的倒三作者简介:朱杰江(1963一),男,江苏靖江人,教授,博士生导师,一级注册结构工程师,主要从事高层抗震及结构优化方面的研究。角形荷载,进行不同的网格尺寸下的计算分析,计算E—mail:zyy5827@126.c

8、orn结果见表1。四川建筑科学研究第37卷沿截面高度方向采用四等分;当连梁截面高度大于0.4m时,网格尺寸采用0.20m×0.10m。2.3杆单元与墙单元的连接SAP2000的壳单元每个节点有6个自由度,有平面内和平面外的刚度,可以模拟墙体。但是针对单片墙模型,通过计算发现壳单元与杆单元仅仅通霾过一个节点连接,传递弯矩的能力是非常

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