【硕士】配筋砌块砌体矩形截面剪力墙滞回性能数值仿真分析

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内容简介

　　【硕士】配筋砌块砌体矩形截面剪力墙滞回性能数值仿真分析　　授予学位：硕士　　学位授予单位：哈尔滨工业大学　　学位年度：2010　　 配筋砌块砌体剪力墙结构是一种融砌体和混凝土性能于一体，集两者优点于一身的新的高层结构形式，其经济性和适用性与我国的住房需求和墙体改革方向相适应，但由于材料离散性大且试验数目有限，还不能很好的总结其规律。　　 为研究高层建筑剪力墙的受力与变形、研究带剪力墙的高层建筑地震响应分析，前人提出过等效梁模型、墙板模型、等效支撑模型、三垂直杆和多垂直杆模型、二维板单元模型等计算方案，从不同侧面部分解决了对剪力墙来说必须考虑剪切变形影响的问题，各有优缺点。在复杂受力状态下考虑材料非线性，目前无疑首推纤维单元模型。但传统的纤维单元及其各种改进均未离开“平截面”这一基本假设，对高宽比很小的剪力墙来说显然截面在变形后绝非平面。又从有限单元法的基本思想来说，关键在于构造接近真实变形的位移场。　　出于这一基本思想，本文通过对模拟实际受力的均质剪力墙进行有限元数值分析，探索并给出了均质剪力墙随几何尺寸不同墙内各点的变形规律。由这一接近实际的变形规律出发，利用弹性和弹塑性状态下变形规律不变（像梁柱单元一样）的基本假设，采用纤维模型进行复杂受力状态下的材料非线性分析，应该具有通用性（可适用各种材料的剪力墙分析）和更高的精度。　　 在数值解析建立了均质、墙片面内受剪的变形规律的基础上，本文放弃了传统纤维单元的平截面假设，提出并构建了考虑截面翘曲影响的纤维单元模型，为了验证这种新纤维单元在剪力墙非线性分析中的适用性和可靠性，对已物理实验的配筋砌块砌体剪力墙进行了数值模拟分析。结果表明，考虑截面翘曲影响的纤维单元模型能较好地再现物理实验的客观规律，特别是屈服荷载和屈服位移较传统纤维单元有较大的改进。在此基础上，考虑工程可能的剪力墙高宽比范围，及可能的砌体抗压强度平均值、轴压比、配筋率影响因素，用均匀设计法安排配筋砌块砌体一字型剪力墙的数值试验墙片，进行与物理实验相同加载机制下的非线性数值分析，从而回归分析建立了墙片骨架曲线特征参数与所考虑因素之间的经验公式，并根据数值试验的滞回规律，给出了墙片的加卸载滞回规律，为以配筋砌块砌体一字型剪力墙为抗侧力结构的高层结构弹塑性分析奠定了基础。　　

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