对现有剪力墙建模

建模现有的剪力墙可能相当具有挑战性。第一个要问的问题是，当谈到墙体结构建模时，我们想走多远——以及我们想花多少钱。建模可以像梁柱单元一样简单，也可以像非线性三维有限元模型一样复杂。

钢筋混凝土剪力墙的设计和细节是一个直接的任务，使用大多数现代设计规范。遵循设计规范和抗震规定的要求，确保墙在设计地震时的适当反应;然而，这不是缺乏混凝土剪力墙的情况。

建模现有的剪力墙可能相当具有挑战性。混凝土材料和钢筋都应该正确建模。某些缺陷，如搭接长度不足，可能引发墙体过早脆性破坏。另一方面，搭接的位置可以改变墙体的响应。因此，确定重要的失效模式将是开发行为模型的第一步。

在这篇简短的笔记中，我将讨论弯曲墙的特殊情况。深蹲墙的反应是不同的，需要考虑其他因素。

建模现有剪力墙(弯曲)

挠性墙的一般响应，顾名思义，是由挠性决定的。这将是我们的情况下，如果我们没有其他故障模式发生更早。老建筑的普遍缺陷往往使墙无法达到其设计能力;即使当这些部分有足够的能力达到屈服点，角杆(或边界元素，如果我们可以称之为它们)周围缺乏限制，也会显著减少这些墙的塑性响应。这将最终限制剪力墙的有效性。

材料特性

大多数行为模型依赖于材料的力学特性。例如，人们需要知道混凝土的大约抗压强度、破碎应变、钢材的屈服强度等。我们掌握的材料信息越多，就越能预测它们在复杂情况下的行为。例如，这些信息可以用来模拟混凝土材料在反向循环荷载作用下的响应。

全局响应:弯曲或剪切

合适的现有剪力墙模型应考虑墙体的整体响应，以及潜在的局部破坏模式。对于高h/l比的墙体，其响应受挠曲影响。深蹲剪力墙的响应大多受剪力控制;对于大多数墙壁，正如我们所预料的，会有弯曲和剪切的混合反应。为什么这很重要?我将以弯曲墙为例。如我所料，墙的反应应由弯曲来决定。为了正确地模拟这个响应，我应该对潜在的塑性铰位置和长度有一个很好的估计，因为这两个参数最终会影响最大漂移。一个好的行为模型也应该考虑剪切变形。在这种情况下，应考虑弯剪的相互作用。

圈拼接

如果我们有搭接，我们应该考虑到他们的效果。搭接，如果位于塑料铰链位置，可以显著限制弯曲响应。如果长度不足，它们甚至可能导致过早失效(这是大多数老建筑的情况)。

酒吧滑

应考虑桩基处钢筋滑移的影响。这可以对墙体的整体响应产生重大影响。

建模场景

一种具有纤维截面的基于位移的梁柱单元可以用来模拟剪力墙构件。基于纤维位移的梁柱单元是由Taucer等人(1991)提出的，基于位移公式，该公式允许分布塑性建模，允许屈服发生在沿单元的任何位置。因此，单元的非线性响应是由每个单独纤维(混凝土和钢)的非线性应力应变关系推导出来的。在基于位移的方法中，截面变形由近似的位移场插值得到。

需要注意的是，由于基于纤维位移的梁柱单元的编制是基于截面分析的，它没有模拟粘结滑移效应，忽略了剪切变形的影响。因此，应该在模型中加入额外的行为特征，以便对这些现象进行适当的建模。

基于纤维位移的梁柱单元可与平动剪切弹簧一起使用，以解释剪切变形。然而，这并没有模拟弯曲和剪切的相互作用。墙体底部的旋转弹簧可以用来模拟墙体的粘结滑移。

下图显示了使用前面描述的技术建模的缺陷壁的响应。

参考:缺陷钢筋混凝土剪力墙抗震加固，博士论文