鋼筋混凝土墻靜力彈塑性分析

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1、維普資訊http://www.cqvip.com2007年12月第4卷第4期深圳土木與建筑VOL．4No．4DEC2007鋼筋混凝土墻靜力彈塑性分析何濤(哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院深圳分院)【摘要】以天津市審圖中心對(duì)“天津?yàn)I海新區(qū)公交總站業(yè)務(wù)用房”提出驗(yàn)算屋頂鋼筋混凝土裝飾墻整體穩(wěn)定的審查意見為背景，利用大家熟悉的軟件SATWE與目前正迅速推廣的SAP2000相結(jié)合，對(duì)鋼筋混凝土裝飾墻進(jìn)行基于受力I}生能的靜力彈塑性(PUSH-OVER)分析。本次分析不僅考慮了材料和大變形引起的非線性，同時(shí)也簡(jiǎn)單地考慮了由施_r-i~差引起

2、的幾何非線性?！娟P(guān)鍵詞】鋼筋混凝土裝飾墻整體穩(wěn)定分析分層殼單元第一類穩(wěn)定分析第二類穩(wěn)定分析1．引言次計(jì)算將考慮施工誤差、材料非線性、幾何非線性隨著結(jié)構(gòu)理論以及計(jì)算軟件的日益完善，對(duì)于的影響，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行靜力彈塑性全過(guò)程推覆分析。曾經(jīng)困擾設(shè)計(jì)人員的非線性分析問題現(xiàn)在已經(jīng)能夠比3．分析軟件及軟件用途較容易地解決了。非線性分析包括三類問題：①材料1PKPM系列的SATWE：鋼筋混凝土裝飾墻在非線性，②接觸非線性，③幾何非線性。整體穩(wěn)定分SATWE整體模型中創(chuàng)建，求得地震和風(fēng)作用下墻底最析包括了材料和幾何這兩類非線性。本文先用SATWE

3、大的剪力，用于比較。對(duì)鋼筋混凝土裝飾墻進(jìn)行彈性分析，然后再用新版的2CSI系列的SAP2000Vl1：進(jìn)行第一類和第SAP2000進(jìn)行彈塑性分析，并比較得出結(jié)論。本文的二類穩(wěn)定分析，求得構(gòu)件靜力彈塑性全過(guò)程推覆情目的不在于對(duì)穩(wěn)定理論進(jìn)行廣泛而深入的探究，而是況下的性能，進(jìn)行安全評(píng)估。想通過(guò)廣大設(shè)計(jì)人員能掌握的軟件作出準(zhǔn)確和快速的4．分析原理及過(guò)程判斷，從而把握設(shè)計(jì)的方向。a)SATWE的分析原理及過(guò)程略2．分析要求b)SAP2000的分析原理及過(guò)程：根據(jù)天津市審圖中心就“天津?yàn)I海新區(qū)公交總(1)構(gòu)件單元模型和材料本構(gòu)關(guān)系：站業(yè)

4、務(wù)用房工程”提出的審圖意見要求，對(duì)屋頂標(biāo)高構(gòu)件采用分層殼單元，分別由內(nèi)外鋼筋層和中22．5米處，4米高，0．2米寬的鋼筋混凝土裝飾墻進(jìn)間的混凝土層組成(見圖1)，鋼筋面積和規(guī)格以行地震和風(fēng)荷作用下的穩(wěn)定驗(yàn)算。由于該墻頂端沒有及混凝土強(qiáng)度等級(jí)均按實(shí)際輸入，鋼筋和混凝土材不動(dòng)支座支撐，因而不符合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)料分別具有各自的非線性本構(gòu)關(guān)系(見圖2)?；旒夹g(shù)規(guī)程》附錄D關(guān)于墻體穩(wěn)定計(jì)算的前提條件，本凝土的本構(gòu)關(guān)系是根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附Z㈤圖1分層殼單元何濤，男，哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院深圳分院地址：深圳市福田區(qū)下梅

5、林碧云天碧4棟305郵編：51804994維普資訊http://www.cqvip.com2007年12月第4卷第4期深圳土木與建筑VOL．4No．4DEC2007錄C確定。推倒，求得墻底Y向總剪力與單元節(jié)點(diǎn)位移的曲線(2)分析步驟：圖，根據(jù)曲線圖中極限點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極限墻底Y向總剪力①根據(jù)施工圖該位置實(shí)際尺寸建立全三維幾何模與臨界屈曲墻底Y向總剪力比較，從而可以判斷第二型類穩(wěn)定分析是否正確，極限墻底Y向總剪力與SATWE②墻頂沿弱軸方向(整體坐標(biāo)Y向)作用單位的墻底Y向總剪力Y向總彎矩比較，從而可以判斷該水平力，進(jìn)行第一類穩(wěn)定分析

6、，求出屈曲水平力放墻體是否安全。大系數(shù)，放大系數(shù)與單位水平力的乘積為墻失穩(wěn)時(shí)的屈曲臨界力。由于第一類穩(wěn)定計(jì)算采用的是特征值法，考慮的是理想狀態(tài)下的線性攝動(dòng)，因此不能做為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，但通過(guò)第一類穩(wěn)定分析可以判斷結(jié)構(gòu)最不利的振型，將其對(duì)應(yīng)下的幾何形狀做為初始幾何剛度(見圖3)，用于模擬施工誤差，取最大處誤差為墻高的1／200，屈曲臨界力可做為失穩(wěn)時(shí)的上限值，具有參考意義。③通過(guò)第一類穩(wěn)定分析，得到了用于考慮施工的新幾何關(guān)系，接下來(lái)進(jìn)行靜力非線性第二類穩(wěn)定分析，采用的是與第一類穩(wěn)定時(shí)相同位置和方向的單位力，并在考慮P一△效應(yīng)的影響下使

7、之不斷加大直至Strain(_／_)考慮施工誤差后用于進(jìn)行第二類分析的模型透視圖及單位力作用位置和方向l一l‘¨，～?卜＼p一-～+一}一一?一(寬度為y向，長(zhǎng)度為x向)l／}＼圖3考慮施工誤差的幾何模型}＼5．分析結(jié)果～(1)SATWE分析結(jié)果如下：{通過(guò)查詢?cè)撎帀χ畔⒖芍矫嫱獾膲Φ鬃畈焕獭?的水平剪力是由該方向的水平地震產(chǎn)生，根據(jù)《建13‰’’¨’tl'’tl'’-2．72xl0"：筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5．4．1條結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用效應(yīng)和一●I{'{Mou=e?Poln~?—?dú)鈎——其他荷載效應(yīng)的基本組合，計(jì)算公式可得

8、：a混凝土本構(gòu)關(guān)系S=YGSG8+YEhSFhk+YESFk+YSwwwkStraln(--l_)=1．2(1．3+0．5×0．1)+1．3×(15．82+0．85×142)／2{l{l=28KN；———／I該方向總的地震水平力：2X28=56KN{}il}(2)SAP200