剪力墙建模的主要技术

建模剪力墙

剪力墙的建模在过去二十年中发生了变化。分析技术已经从线性静态转向非线性动态，使建模和仿真更加真实。建模剪力墙的方法不同，从宏观模型(如修改的梁柱单元)到微观模型(如三维有限元模型)。合适的建模技术应该:

• 能够预测非弹性响应
• 结合重要材料特性
• 模拟行为特征:搭接和滑杆
• 表示中立轴的偏移
• 张力加劲
• 弯剪作用的相互作用

在这篇文章中，我们将回顾一些主要步骤采取的模型混凝土剪力墙的响应。要了解更多关于剪力墙的设计，请访问:

宏观模型

Clough等人(1965)提出了一个宏观模型，使用双分量单元(弹塑性梁+线弹性梁)串联起来表示垂直单元(墙或柱)。然而，该模型不能反映循环荷载作用下的强度和刚度退化。Giberson(1967)提出了一种单组分宏模型，该模型使用两端具有集总铰链的单一元素。假设非线性变形在单元的末端集中，单元以双曲率变形。不同的滞回规则被分配给这一个或两个组成的元素，以考虑循环载荷退化。

垂直线元素

Kabeyasawa等(1982)提出的三垂直线单元模型(TVLM)使用两个垂直弹簧来模拟边界单元，而使用一个中心多弹簧单元来模拟墙体的旋转、剪切和轴向变形。后来，Vulcano(1988)将TVLM扩展为多垂直线单元模型(MVLM)，其中多个垂直单元用于表示剪力墙腹板的不同截面。据报道，该模型成功地代表了剪力墙的重要行为特征。Orakcal等人(2004;(2006)研究了MVLE模型在与弯曲墙体循环响应相关的关键响应参数建模中的应用。

有限元方法

Vecchio(1999)提出了一种建模剪力墙的有限元算法。该模型采用矩形网格，并结合了混凝土和钢的非线性材料特性。没有考虑基底处的滑移(杆的延伸)的潜在影响。该模型能很好地预测墙体的响应。

多层

Belmouden和Lestuzzi(2007)使用具有多层界面(类似于纤维)的非弹性多层柔性有限元研究了RC墙的性能。模拟了包括强度和刚度退化、挤压和潜在滑移效应在内的墙体滞回行为。对非弹性剪切变形机理和约束效应也进行了明确的建模。模型与在细壁上进行的实验结果吻合较好。

在预测剪力墙非线性响应的建模中，应用分配给梁柱单元的纤维截面越来越受欢迎。NIST-GCR10-917-8(2010)描述了该方法对不同剪力墙(弯曲或剪力为主)建模的应用。这些模型能够准确地捕捉到墙体的整体响应，并且易于用于工程目的。这些纤维元件最近已被应用于商业项目(SAP2000, 2011;执行3 d, 2010)。

研究人员研究了不同的行为特征，如墙体底部潜在的钢筋延伸的影响，以及在墙体不同位置的搭接钢筋的存在。Cho和Pincheira(2005)研究了搭接长度对搭接杆中可能产生的应力的影响。该模型在当前版本的ASCE/SEI 41(2006)文档中进行了修改和实现。许多研究者也研究了杆滑的潜在影响(Belmouden和Lestuzzi, 2006;马松等人，2009)。Zhao和Sritharan(2007)提出了一种基于纤维的非线性单元，以考虑墙和柱底部的潜在杆滑。

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参考文献

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