土木專業(yè)外文翻譯

1、<p>　　鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌簡(jiǎn)化模擬</p><p>　　YihaiBaoa,b ,Sashi K.Kunnatha,*</p><p>　　a Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Davis, CA 95616, United States

2、</p><p>　　b National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, United States</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　一個(gè)以宏觀模型為基礎(chǔ)，目的為使事后鋼筋混凝土（RC）的框架剪力墻結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的

3、分析研究。剪力墻簡(jiǎn)化模型是用來(lái)模擬多層框剪系統(tǒng)的，這是因?yàn)橛捎谥匾募袅τ袝r(shí)會(huì)突然突然失去彈性。詳細(xì)的有限元分析，不僅能夠進(jìn)行模型分析，而且還可以作為一種驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性的工具。兩個(gè)四周框剪不同的地震帶設(shè)計(jì)系統(tǒng)的模擬就是使用的該方法，其必須遵循一個(gè)部分剪力墻，以最底層突然失穩(wěn)來(lái)進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)數(shù)值模擬。盡管崩潰的跡象是明顯的系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)成員的力量變化的詳細(xì)調(diào)查表明，抗震設(shè)計(jì)的框架墻系統(tǒng)（SDC- D）是一個(gè)更強(qiáng)大的系統(tǒng)相比，低得多的需求而

4、設(shè)計(jì)的，由于地震的系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)布局和地震詳細(xì)的有效性。簡(jiǎn)化的方法是一個(gè)初步的鋼筋混凝土框架結(jié)夠連續(xù)墻倒塌事件的調(diào)查合適的辦法。</p><p>　　關(guān)鍵詞 剪力墻 鋼筋混凝土 連續(xù)倒塌非線性響 剪力墻結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　介紹</b></p><p>　　在實(shí)際的設(shè)計(jì)方法，以加強(qiáng)對(duì)倒塌結(jié)構(gòu)抗力越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)完整性和/或穩(wěn)定性

5、。程序?qū)⑵浼{入設(shè)計(jì)過(guò)程中逐步倒塌的考慮是由美國(guó)通用服務(wù)提供的，只是發(fā)表指導(dǎo)性文件和國(guó)防部署提供。然而，這些文件沒(méi)有提供足夠的資料的程序，特別是數(shù)值模擬準(zhǔn)則來(lái)開(kāi)展建筑物倒塌研究。許多研究者已進(jìn)行了調(diào)查倒塌的數(shù)值模擬。除了那幾個(gè)簡(jiǎn)化，假設(shè)安泰推出，使全球應(yīng)對(duì)預(yù)文辭事實(shí)上，這些研究?jī)H限于框架結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單建模方法進(jìn)行鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，特別是可靠的分析仍然是即將出版。在倒塌的進(jìn)步螺柱，大型墻框架結(jié)構(gòu)的獨(dú)立實(shí)體缺少的部分原因都可以歸結(jié)為可靠的

6、宏模型，納入墻和框架組件的缺乏。</p><p>　　對(duì)梁柱框架系統(tǒng)建模的知識(shí)是豐富的，不需要重復(fù)。剪力墻建模，另一方面，已經(jīng)看到了一些進(jìn)步，并通過(guò)三個(gè)基本方法來(lái)演變演變：反應(yīng)的主要模式[7-11]，多彈簧宏模型[12 -15]和有限元模型，這三個(gè)模型是從梁柱式模型得出的。雖然剪切效應(yīng)，可通過(guò)聚合串聯(lián)彎曲梁柱元素非彈性剪切彈簧結(jié)合，真正剪彎相互作用是不能準(zhǔn)確模擬。在梁，柱桿件彈塑性動(dòng)作都可以通過(guò)集中代表可塑性或有

7、限長(zhǎng)度的分布沿著非彈性行為。模型參數(shù)標(biāo)定對(duì)實(shí)現(xiàn)合理的模擬至關(guān)重要。多彈簧模型是由一組離散的彈簧等宏觀因素，能夠使全款的應(yīng)變分布得到更好的代表以及中性軸橫向荷載下遷移的集合。Massone [17]最近的努力擴(kuò)展了Colotti [15]提出的納入位移的梁柱從而促進(jìn)剪剪彎鋼筋混凝土面板交互元素行為。最后，應(yīng)當(dāng)指出，在任何情況下，只是剪力墻在二維平面和三維效果是不會(huì)考慮的。</p><p>　　一個(gè)理想的建模方法的計(jì)

8、算應(yīng)有效地進(jìn)行大規(guī)模模擬，而這兩個(gè)框架組件的大型壁和位移響應(yīng)的必要和關(guān)鍵的影響仍然是很重要的。在這項(xiàng)研究中，一個(gè)簡(jiǎn)單的剪力墻模型，提出了讓一個(gè)漸進(jìn)的倒塌分析當(dāng)某剪力墻的重要組成部分，是在最低的事故中刪除的。一個(gè)宏模型的方法，本質(zhì)上是采用現(xiàn)有的模式為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)模擬和比較研究的目標(biāo)是進(jìn)行了兩個(gè)雙（框剪）系統(tǒng)，研究了抗震設(shè)計(jì)的有效性和有效地增強(qiáng)了混凝土性能的詳細(xì)說(shuō)明雙系統(tǒng)。</p><p><b>　　提出

9、的方法和局限</b></p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，連續(xù)倒塌仿真，無(wú)論是直接進(jìn)行分析，其中裝載的是仿照明確規(guī)定，還是通過(guò)間接的分析，實(shí)際裝載事件導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞雖然不是從加載事件造成的損害后果但還是為藍(lán)本進(jìn)行了評(píng)價(jià)。如果裝載和受影響地區(qū)的一個(gè)結(jié)構(gòu)類型可以很好地確定，直接分析可以用來(lái)提供一個(gè)損害事件的實(shí)際性能進(jìn)行精確的代表性。由于在確定的確切性質(zhì)和裝載位置不確定，獨(dú)立的方法經(jīng)常被用來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌，

10、以評(píng)估該系統(tǒng)冗余抗重力負(fù)荷。備用荷載路徑法（APM）的是一種獨(dú)立的方法，在GSA的[1]準(zhǔn)則的建議。就本研究目的，采用APM是作為分析的方法來(lái)評(píng)估鋼筋混凝土框架墻系統(tǒng)抗連續(xù)倒塌。</p><p>　　一個(gè)大型的綜合使用詳細(xì)的結(jié)構(gòu)有限元模型系統(tǒng)可連續(xù)倒塌仿真計(jì)算望而卻步，因?yàn)樗婕暗綆缀魏筒牧戏蔷€性和動(dòng)態(tài)效果。因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)捷而可靠的結(jié)構(gòu)模式是符合成本效益的倒塌模擬重要。在這項(xiàng)研究中，宏模型技術(shù)來(lái)模擬大型結(jié)構(gòu)件變形反

11、應(yīng)，如梁，柱，關(guān)節(jié)和剪力墻。在地方一級(jí)的物理現(xiàn)象為代表的，都是透過(guò)高逼真度的有限元分析模型校正減少。開(kāi)放源碼平臺(tái)的[18]是用于實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證了提出的宏模型的方法。梁和柱的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是采用模擬部分集成纖維梁?jiǎn)卧?。在?guó)防部，梁柱接頭鵝嶺詳細(xì)的討論可以發(fā)現(xiàn)，作者[19]在以往的研究。對(duì)部分受損剪力墻模型，基于多垂直線元模型最初是由Kabeyasawa[20]等人提出（MVLEM）和Vulcano [21]的增強(qiáng)等。他們所提出的建模方法的詳情，將在

12、以下各節(jié)描述。合作的轉(zhuǎn)動(dòng)變換，由開(kāi)放源碼平臺(tái)[18]提供，用于執(zhí)行大排量條件下，一個(gè)完全的梁/列元素幾何轉(zhuǎn)換。</p><p>　　由于本研究主要評(píng)估框剪系統(tǒng)在重力荷載性能的重點(diǎn)，這些材料被認(rèn)為是率無(wú)關(guān)。但是，必須考慮利率的依賴，如果高速碰撞的直接影響需要加以調(diào)查。樓板不包括在目前的研究基地，但其影響預(yù)計(jì)將影響整體的漸進(jìn)性倒塌。法團(tuán)的板效應(yīng)需要一個(gè)三維模型，是正在進(jìn)行的研究學(xué)科的發(fā)展。</p>&l

13、t;p><b>　　剪力墻建模</b></p><p>　　剪力墻兩種類型被認(rèn)為是本研究：一個(gè)完整的剪力墻和剪力墻部分受損。完整的墻模型需要有能夠代表主要的破壞模式：彎曲和剪切滑動(dòng)。損壞的部分墻模型，另一方面，應(yīng)該代表當(dāng)?shù)氐挠绊?，這可能會(huì)影響整體的反應(yīng)以及承擔(dān)損害的情況下失效機(jī)理。在這項(xiàng)工作中，重點(diǎn)放在既簡(jiǎn)單性以及需要制定一個(gè)完整的框架體系墻體倒塌分析的方法。雖然研究假設(shè)正好一半下層墻

14、體損壞原因是極端荷載條件下，描述的過(guò)程可以擴(kuò)展到其他涉及局部壁損傷情況。規(guī)則和不規(guī)則的邊界被認(rèn)為是損害了模擬。</p><p>　　3.1．完整的剪力墻建模</p><p>　　一個(gè)完整的剪力墻模型是基于多垂直線元素剪力墻行為是一種垂直平行彈簧和一個(gè)水平彈簧片數(shù)來(lái)模擬非彈性軸向，剪切，彎曲響應(yīng)和代表元素，而剛性元素用來(lái)表示，隔離墻的物理尺寸。</p><p>　　一

15、垂直線的多元素的簡(jiǎn)單形式的計(jì)劃最初由Kabeyasawa[20]等。改進(jìn)的版本，這種方法至今已開(kāi)發(fā)了[14,15]已經(jīng)證明，這種方法捕獲壁反應(yīng)的重要功能，其他的簡(jiǎn)化模型不能體現(xiàn)，例如，在中性軸的遷移，并提供其他研究者精致的能力，包括材料模型來(lái)描述，如軸向，彎曲和剪切國(guó)際行動(dòng)的重要作用。該模型由Orakcal[14]等人研究的參數(shù)。包括宏觀墻彼此沿著墻（米），每個(gè)單元數(shù)目墻垂直元素（n）和旋轉(zhuǎn)參數(shù)（C）中心高度堆疊的元素?cái)?shù)。他們的研究結(jié)果

16、表明，模擬全球重新響應(yīng)不是很敏感的M或N的選擇，只要選擇合理的值代表的墻壁整體的物理特性。增加m或n取決于多少詳細(xì)的分析結(jié)果是所需的。該中心的旋轉(zhuǎn)參數(shù)C的變化將影響壁板強(qiáng)度和剛度橫向預(yù)測(cè)，但這種影響可以通過(guò)堆棧安泰特別是在高度彈性的區(qū)域沿圍墻的高度更多墻單元，以減少在曲率變化減少在每個(gè)墻元[22]。在這個(gè)文件中，c的值被指定為0.4按Vulcano[21]的建議等。建模方便，層高壁內(nèi)段，提出了由單一MVLEM元素。該網(wǎng)站的截面是提交六縱

17、兩墻邊元素和兩個(gè)附加的列垂直元素表示</p><p>　　3.2有限元分析部分受損剪力墻</p><p>　　為了了解整體的反應(yīng)和破壞機(jī)制由于墻半部分在一樓的損失局部效應(yīng)的影響，詳細(xì)的有限元分析進(jìn)行。由于利益的反應(yīng)，主要是由于重力荷載，位移控制加載下疊加，預(yù)計(jì)仿真模型的發(fā)展提供必要的信息。剪力墻的原型是取自十層的雙系統(tǒng)辦公Ghosh和聯(lián)營(yíng)公司[23]設(shè)計(jì)建設(shè)。同一建筑物也被用來(lái)調(diào)查的文件系

18、統(tǒng)的反應(yīng)后的下一個(gè)較低的墻突然取消部分。</p><p>　　3.2.1元素和材料模型</p><p>　　有限元分析進(jìn)行了使用商業(yè)軟件戴安娜模型[24]。八節(jié)點(diǎn)等參四邊形平面應(yīng)力元素（CQ16M）用于剪力墻建模小組自外的平面應(yīng)力一般較小，可在不顯著影響的模擬精度忽略。具體行為描述，通過(guò)總應(yīng)變斷裂模型?；炷亮芽p的模型表示使用固定或旋轉(zhuǎn)彌散裂縫方法，被普遍認(rèn)為將超過(guò)連續(xù)模型來(lái)模擬混凝土的可

19、靠峰后的反應(yīng)。在混凝土剪力墻網(wǎng)站被認(rèn)為是無(wú)限制的，但橫向限制效應(yīng)是在邊緣柱核心混凝土考慮。壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的混凝土基礎(chǔ)上，在戴安娜模型可用，是由Thorenfeldt[25]等人。混凝土拉剛認(rèn)為，和應(yīng)力應(yīng)變曲線的下降部分使用功能的基礎(chǔ)上軟化模型Ⅰ型斷裂能源Hordijk [26]提出。墻上的鋼條被建模為涂加固鋼筋和混凝土之間的完美結(jié)合承擔(dān)。這是剪力墻建模自粘結(jié)滑移的影響合理的假設(shè)是小于梁柱接頭區(qū)具有重要意義。在鋼鐵材料的響應(yīng)是仿照使用的1

20、.0％的假設(shè)初始剛度比米塞斯各向同性硬化塑性模型。</p><p>　　3.3.對(duì)部分損壞的墻體建模</p><p>　　詳細(xì)的有限元分析結(jié)果表明，一個(gè)高度非線性區(qū)主要集中在最低的兩個(gè)區(qū)域，而其余的大多仍然剪力墻在整個(gè)模擬（圖2）彈性。</p><p>　　比較兩種分類旋轉(zhuǎn)沿圍墻的高度為墻載荷下的變形：一種是不支持旋轉(zhuǎn)壁記為θa，另一個(gè)是該支墻輪換θb指出。顯著的區(qū)

21、別是θa和θb故事中直接觀察到上述損壞的故事。這表明在剪力墻截面高度非線性區(qū)沒(méi)有在同一平面上更長(zhǎng)的時(shí)間。因此，簡(jiǎn)單地刪除損壞的墻壁，代表沒(méi)有反映對(duì)受損剪力墻豎向構(gòu)件局部效應(yīng)的行為。一個(gè)不受支持的一段長(zhǎng)城的簡(jiǎn)化模型在第二個(gè)故事一級(jí)的發(fā)展如圖所示。 2。對(duì)應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上，對(duì)不支持的第二個(gè)故事墻有效面積為假定為上三角地區(qū)是由一對(duì)角彈簧堪薩斯州的代表。外柱為藍(lán)本使用彈性元件和下三角地區(qū)是由一個(gè)水平的春天因次周波數(shù)。這些彈簧性能校準(zhǔn)與有限元分析

22、，從目前的研究結(jié)果。對(duì)于整個(gè)受損剪力墻模型簡(jiǎn)化模型描述圖3。</p><p>　　該模型參數(shù)C，假設(shè)為0.1在第二個(gè)故事，因?yàn)樾D(zhuǎn)中心預(yù)計(jì)將接近底部的位置，由于應(yīng)力集中。這個(gè)參數(shù)是額外的進(jìn)一步驗(yàn)證了這一段長(zhǎng)城配置被修改，以代表不同的高度對(duì)深比參數(shù)研究。的最低兩個(gè)故事為藍(lán)本剪力墻網(wǎng)絡(luò)使用10垂直元素，以捕捉在這些高度非線性區(qū)失敗的詳細(xì)的進(jìn)度。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&

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