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《重慶建筑雜志》2014年第八期

1有限元模型

1.1材料模型鋼筋材料模型采用線彈性模型和雙線性彈塑性材料模型[5-6]。混凝土模型考慮受拉開裂，其受壓本構關系采用不帶下降段的多折線隨動強化模型來定義，本構關系的具體數學模型采用混凝土規范建議的公式（上升段為二次拋物線，之后為水平的直線段）：當εc<ε0時，σc=fc[1-(1-εc/ε0)n]；當εc<ε0<εcu時，σc=fc，式中各參數含義參見混凝土規范。

1.2模型建立根據實際情況，對鋼筋分布比較均勻的剪力墻和樓板采用整體式建模，連梁縱筋采用分離式建模，箍筋按配筋率彌散在混凝土中。混凝土采用Solid65單元模擬，鋼筋采用Link8單元模擬，這些單元可以模擬混凝土中的加強鋼筋以及混凝土的拉裂、壓碎現象，并得到鋼筋的應力、應變分布。建模過程中，不考慮鋼筋與混凝土之間的滑移，劃分網格時鋼筋與混凝土單位共用節點，同時不考慮混凝土的壓碎。計算時，混凝土閉合裂縫剪切傳遞系數取為0.95，剪力墻部位張開裂縫剪切傳遞系數取0.125，連梁部位張開裂縫剪切傳遞系數取0.5，兩種試件的有限元模型如圖2所示。建模時，墻肢底部所有節點施加全約束，水平荷載施加在模型左端頂部，為使計算收斂，在施加集中荷載處增加剛性墊片。荷載步取10kN逐級加載，直到結構破壞為止。

2有限元分析

分析三種模型的裂縫發展、破壞形態如圖2所示。由圖可以看出：模型SW1的初始裂縫出現在連梁左下角處。隨著荷載不斷增加，裂縫逐步擴大，連梁左下角、右上角均出現開裂現象，連梁兩端部裂縫呈扇形發展，且有明顯的豎向裂縫擴展趨勢。在結構達到承載能力極限狀態時，裂縫由連梁向受拉墻肢蔓延，連梁與受拉墻肢連接處出現剪切破壞，受拉墻肢過分迅速開裂，結構完全喪失承載能力。模型SW2的初始裂縫出現在下部梁的左下角。隨著荷載增加，上下部梁左下角、右下角均開始出現裂縫，連梁與墻肢連接處裂縫成扇形發展，連梁裂縫由端部向梁中間發展，裂縫發展持續階段較長。當荷載增至一定程度時，SW2上部梁左下角裂縫和右上角裂縫形成貫通，連梁完全破壞，具有明顯的彎剪破壞特征，而后剪力墻墻肢底部受拉區破壞，結構完全喪失承載能力。從整個加載過程中可以看出，裂縫出現之后，結構仍具有很高的抗側變形能力，其破壞形態屬于延性破壞。模型SW3的初始裂縫出現在上部梁的左下角處，隨著荷載增加，上部梁、中間梁、下部梁左下角、右上角相繼開裂，其裂縫發展與模型SW2十分相似，連梁裂縫均由端部向梁中間發展，裂縫發展持續階段較長。當荷載增加至一定程度時，模型SW3上部梁裂縫形成貫通，連梁完全破壞，具有明顯彎剪破壞特征，而后剪力墻墻肢底部受拉區破壞，結構完全喪失承載能力。從整個加載過程可以看出，裂縫出現以后，結構仍具有較高的抗側變形能力，其破壞屬于延性破壞。

3結論

本文通過對三種不同組成形式的帶板連梁剪力墻結構建立精細化數值模型，分析水平荷載下三者的裂縫發展狀況，得到結論如下：（1）連梁剪力墻結構在水平荷載作用下，能夠表現出良好的延性性能。三者的受力狀態區分明顯，均表現出典型的彈性狀態、屈服狀態和極限狀態。（2）單連梁剪力墻結構的三個階段發展較快，屈服階段明顯短于其他兩構件，且最終的極限承載力也明顯低于其他兩構件。（3）雙連梁剪力墻結構與三連梁剪力墻結構均具有較長的屈服發展階段，在破壞過程中能夠表現出良好的彎剪破壞特性，且兩者的實際裂縫發展過程基本相似。

作者：田慧張海孫益歡郭翰林單位：天津城市建設管理職業技術學院建筑工程系 天津城建大學土木工程學院