剪力的案例
高層建筑框架剪力墻鋼筋施工
一、剪力墻中鋼筋的作用
在剪力墻結(jié)構(gòu)中所配置的鋼筋種類要比現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的要多，不同的鋼筋種類在剪力墻結(jié)構(gòu)中所起的作用是完全不同的。因此要進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)鋼筋的施工，就必須對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)中不同鋼筋的種類要充分了解，這樣才有助于施工人員充分了解不同鋼筋種類的受力變形以合理地布置各種鋼筋。
1、水平分布鋼筋
在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻所承受的剪力主要是由剪力墻中的水平分布鋼筋來(lái)承受，其可以有效阻止剪力墻結(jié)構(gòu)斜裂縫的產(chǎn)生； 另外水平分布鋼筋只要計(jì)算合理而且布置合理，還可以有效避免剪力墻結(jié)構(gòu)的脆性破壞。因此，水平鋼筋的合理布置對(duì)于剪力墻抗剪起著關(guān)鍵作用。
2、 豎向分布鋼筋
在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻所承受的彎矩主要是由剪力墻中的豎向分布鋼筋來(lái)承擔(dān)，同時(shí)豎向鋼筋還可以有效地阻止剪力墻中水平裂縫的產(chǎn)生。因此，準(zhǔn)確地布置豎向鋼筋的直徑和間距，對(duì)于剪力墻的抗彎以及阻止斜裂縫出現(xiàn)起著主要作用。
3、 暗柱鋼筋
剪力墻結(jié)構(gòu)中必定會(huì)存在暗柱結(jié)構(gòu)，暗柱在剪力墻結(jié)構(gòu)中起著重要作用。剪力墻的大部分抗彎鋼筋都布置在剪力墻的端部，也就是暗柱的鋼筋。暗柱的鋼筋除了起著抗彎承載力之外，還能約束剪力墻的混凝土，同時(shí)還能確保剪力墻的穩(wěn)定，使剪力墻的延性也能得到提高。對(duì)于暗柱鋼筋，除了豎向方向，還得設(shè)有箍筋。
二、剪力墻中鋼筋的布置
從上述的分析可發(fā)現(xiàn)，鋼筋放在剪力墻結(jié)構(gòu)中不同位置所起的作用不同，如豎向水平鋼筋和水平分布鋼筋所布置的方向是完全不同，同時(shí)兩種鋼筋的相互位置哪個(gè)在外，哪個(gè)在內(nèi)所得到的效果又是完全不同的。如何根據(jù)施工圖來(lái)進(jìn)行判斷鋼筋種類以及合理地布置鋼筋對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)鋼筋的施工是關(guān)鍵。
（1） 水平分布鋼筋布置。水平分布鋼筋在剪力墻結(jié)構(gòu)中通常都是布置雙排，而且是水平方向布置。
展開(kāi) Python畫彎矩圖剪力圖(一)
剪力圖注意事項(xiàng)：
正剪力畫在桿件的上方；
負(fù)剪力畫在桿件的下方；
使桿件截面順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的剪力為正剪力；
使桿件截面逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的剪力為負(fù)剪力；
一般情況下，剪力與桿件所受外力的方向相反。
彎矩圖是一條表示桿件不同截面彎矩的曲線。這里所說(shuō)的曲線是廣義的，它包括直線、折線和一般意義的曲線。彎矩圖是對(duì)構(gòu)件彎矩的圖形表示，彎矩圖畫在受拉側(cè)，無(wú)須標(biāo)正負(fù)號(hào)。
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列39： 梁?jiǎn)卧町悾?）-剪力和彎矩
如果是線性問(wèn)題，那么Nastran和Abaqus的精度誤差主要體現(xiàn)在單元算法、邊界處理、MPC約束關(guān)系等，在2017年第二篇：S4殼單元質(zhì)量矩陣研究文章中我們就曾經(jīng)分析過(guò)Abaqus的S4殼單元和Nastran的Quad4殼單元質(zhì)量矩陣的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式和差異，在這里主要研究Abaqus、iSolver與Nastran梁?jiǎn)卧町悾捎谶@三款軟件的梁?jiǎn)卧牟町愝^多，我們分幾篇文章來(lái)說(shuō)明，本篇是Abaqus、iSolver和Nastran梁差異（3）-剪力和彎矩。
1.1 剪力和彎矩
只有理解了Abaqus、iSolver和Nastran的梁?jiǎn)卧慕孛娣较蚝螅拍芨玫睦斫夂徒孛娣较蛳嚓P(guān)的物理量，剪力和彎矩的計(jì)算就是其中一個(gè)重要的應(yīng)用。
梁的剪力和彎矩都是針對(duì)梁內(nèi)部而言的，對(duì)有限元來(lái)說(shuō)具體點(diǎn)就是積分點(diǎn)上的值。如果是一根梁的簡(jiǎn)單加載問(wèn)題，剪力必然與外力相等，而彎矩由力矩平衡就可得到，也就是說(shuō)剪力和彎矩的大小很容易求出來(lái)，難的是剪力和彎矩的方向的確定。
1.2 材料力學(xué)中規(guī)定的方向
剪力和彎矩正方向怎么規(guī)定的，剪力和彎矩表示的是梁的特定一點(diǎn)的值，這個(gè)點(diǎn)的取法有兩種，譬如下面例子（圖a），可以取梁的左端（圖b），也可以取右端（圖c），那么另外一半對(duì)該點(diǎn)的剪力和彎矩的符號(hào)恰好相反：
所以在材料力學(xué)的理論中，剪力和彎矩的定義是取梁的這個(gè)點(diǎn)附近的一小段，如下：
取梁的一段，剪力如果導(dǎo)致梁順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，那么為正，彎矩如果導(dǎo)致梁上部受壓，那么為正。
展開(kāi) 裝配式剪力墻有哪幾種？
目前工程中常用的裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)有三種：全部或部分預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式雙面疊合混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、內(nèi)澆外掛剪力墻結(jié)構(gòu)。
裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)種類
（1）全部或部分預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)
全部或部分預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)豎縫節(jié)點(diǎn)區(qū)后澆混凝土和水平縫節(jié)點(diǎn)區(qū)后澆混凝土帶或圈梁實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體連接（圖2-30）。這種剪力墻結(jié)構(gòu)工業(yè)化程度高，預(yù)制內(nèi)外墻均參與抗震計(jì)算，但對(duì)外墻板的防水、防火、保溫的構(gòu)造要求較高，是《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1-2014）中推薦的主要做法。
圖2-30 預(yù)制剪力墻
（2）裝配整體式雙面疊合混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)
裝配整體式雙面疊合混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)將剪力墻從厚度方向劃分為三層，內(nèi)外兩側(cè)預(yù)制，通過(guò)桁架鋼筋連接，中間現(xiàn)澆混凝土，墻板豎向分布鋼筋和水平部分鋼筋通過(guò)附加鋼筋實(shí)現(xiàn)間接連接（圖2-31）。
裝配整體式雙面疊合混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向受力鋼筋布置于預(yù)制雙面疊合墻內(nèi)，在樓層接縫處布置上下搭接受力鋼筋，并在預(yù)制雙面間隙內(nèi)澆筑混凝土形成雙面疊合剪力墻。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51231-2016）中明確該結(jié)構(gòu)適用于抗震設(shè)防烈度8度及以下地區(qū)、建筑高度不超過(guò)90m的裝配式房屋。
展開(kāi) 
【JY】ETABS中剪力墻的彈塑性行為模擬和評(píng)價(jià)
當(dāng)墻肢處于某種軸力狀態(tài)時(shí)，其剪力限值等于已定義的可接受準(zhǔn)則乘以剪力系數(shù)。圖2-4展示了剪力系數(shù)的變化規(guī)律，當(dāng)軸力為零時(shí)，剪力系數(shù)等于1；當(dāng)軸力為壓力時(shí)，受剪承載力隨壓力增加而線性增加，達(dá)到給定壓力時(shí)，剪力系數(shù)為大于1的定值；當(dāng)軸力為拉力時(shí)，受剪承載力隨拉力增加而線性減小，達(dá)到給定拉力時(shí)，剪力系數(shù)為小于1的定值。程序根據(jù)圖2-3中的定義，將實(shí)際的構(gòu)件剪力與可接受準(zhǔn)則進(jìn)行對(duì)比，從而判定墻肢受剪狀態(tài)。
連梁的剪力校核定義命令為【指定】>【指定連梁力可接受準(zhǔn)則】，定義方法與墻肢類似，只是不需要與軸力相關(guān)。這里不贅述。
圖2-3 定義墻肢剪力可接受準(zhǔn)則
圖2-4 剪力系數(shù)體現(xiàn)軸力對(duì)剪力的影響
3 評(píng)價(jià)工具
建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)估是一個(gè)對(duì)海量數(shù)據(jù)的篩分、提煉、綜合對(duì)比分析的過(guò)程。不僅要考慮多個(gè)地震波的時(shí)程分析工況，還要考查不同部位、不同類型的構(gòu)件是否符合期望的性能水準(zhǔn)要求。此時(shí)，借助ETABS提供的性能校核工具，將大量的分析結(jié)果精煉為若干需求-能力（D/C）比率，直觀地呈現(xiàn)在結(jié)構(gòu)模型上，或者通過(guò)圖表橫向?qū)Ρ炔煌卣鸩ā⒉煌瑯?gòu)件、不同性能水準(zhǔn)的檢查結(jié)果。
如何使用ETABS性能校核工具？首先，通過(guò)命令【定義】>【定義性能校核】來(lái)確定性能檢查的內(nèi)容，包含哪些工況、輸出哪些性能指標(biāo)的D/C（即Demand/Capacity，“需求”與“能力”的比值，“需求”來(lái)自計(jì)算分析結(jié)果，“能力”來(lái)自可接受準(zhǔn)則，D/C小于1代表滿足相應(yīng)的性能要求）。
展開(kāi) 剪力墻具體做法與施工解析！
一、什么是剪力墻
剪力墻(shear wall)又稱抗風(fēng)墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。防止結(jié)構(gòu)剪切破壞，一般為鋼筋混凝土造。剪力墻分為分平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無(wú)梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及抗倒塌能力，在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻。現(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時(shí)澆筑，整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中 ，由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成，筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，其剛度和強(qiáng)度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。
二、結(jié)構(gòu)功能特效
概念和結(jié)構(gòu)效能
1．建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時(shí)，這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來(lái)的豎向荷載，同時(shí)承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來(lái)的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。
2．剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻，因此墻體的布置必須同時(shí)滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。
3，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力，因此，可建造較高的建筑物。
4．剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大，在水平荷載作用下側(cè)移小，其缺點(diǎn)是 剪力墻的間距有一定限制，建筑平面布置不靈活，不適合要求大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大，靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。
5．剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板，可以不設(shè)梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。
三、剪力墻施工方案
1、鋼筋綁扎：
1)將預(yù)留鋼筋調(diào)直理順，并將表面砂漿等雜物清理干凈。
展開(kāi) 剪力和彎矩正負(fù)的規(guī)定，以梁與梁鉸接為例
圖2 梁與梁通過(guò)耦合自由度實(shí)現(xiàn)鉸接連接
三、剪力圖和彎矩圖正負(fù)的規(guī)定
從圖3可見(jiàn)，最大剪力30N，最大彎矩30N.m，與材料力學(xué)計(jì)算結(jié)果完全吻合。在C點(diǎn)是鉸接點(diǎn)，彎矩圖在此處彎矩為零，實(shí)現(xiàn)了梁與梁的鉸接連接。
圖3 梁的內(nèi)力圖（關(guān)鍵點(diǎn)連線順序從左到右）
劉鴻文版《材料力學(xué)》、孫訓(xùn)方版《材料力學(xué)》，還有《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中都對(duì)梁的內(nèi)力的正負(fù)有自己的一套規(guī)定。回顧一下劉鴻文版《材料力學(xué)》中彎曲內(nèi)力正負(fù)的規(guī)定：左段對(duì)右段向上相對(duì)錯(cuò)動(dòng)時(shí)，規(guī)定剪力為正；反之，為負(fù)。彎曲變形凸向下時(shí)，規(guī)定為正；反之，為負(fù)。
但是發(fā)現(xiàn)力學(xué)教材中剪力和彎矩正負(fù)的規(guī)定與ANSYS中正負(fù)的規(guī)定是不一樣的，那么ANSYS是如何規(guī)定剪力和彎矩的正負(fù)的呢？例如圖3中彎矩圖的正負(fù)與劉鴻文版《材料力學(xué)》中規(guī)定一致，剪力圖的正負(fù)與規(guī)定的正負(fù)相反，這是為什么呢？
先分析得到圖3的建模過(guò)程，AC梁：1和2連線生成L1，2和3連線生成L2；CD梁：4和5連續(xù)生成L3。生成線1時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)的連線順序是先拾取關(guān)鍵點(diǎn)1，再拾取關(guān)鍵點(diǎn)2；其他生成其他兩條線的關(guān)鍵點(diǎn)連線順序也是從左到右。
如果兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的連線順序都變成從右到左，在C點(diǎn)出需要耦合的節(jié)點(diǎn)變成12和23，將這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)耦合平動(dòng)自由度，經(jīng)過(guò)計(jì)算后，得到的剪力圖和彎矩圖如圖4所示，剪力圖的正負(fù)仍然保持不變，但是彎矩圖的正負(fù)與圖3相反。再細(xì)致觀察發(fā)現(xiàn)，圖3的剪力圖都是畫在+Y一側(cè)，而圖4中的剪力圖都畫在-Y一側(cè)。初步分析發(fā)現(xiàn)，剪力圖和彎矩圖的正負(fù)似乎與連線的順序有關(guān)。
圖4 梁的內(nèi)力圖（關(guān)鍵點(diǎn)連線順序從右到左）
在ANSYS分析中，從不同的視圖看，哪是左段哪是右段？彎曲變形哪是凸哪是凹？因此是不能確定的。
展開(kāi) 剪力墻穩(wěn)定公式是怎么得來(lái)的？
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》( JGJ 3—2010) 附錄 D中規(guī)定了墻體穩(wěn)定的計(jì)算公式：
D.0.1 剪力墻墻肢應(yīng)滿足下式的穩(wěn)定要求：
式中: q——作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設(shè)計(jì)值；
Ec——剪力墻混凝土彈性模量；
t——剪力墻墻肢截面厚度；
lo——剪力墻墻肢計(jì)算長(zhǎng)度，應(yīng)按本附錄第D.0.2條確定。
那這個(gè)公式是怎么來(lái)的呢？
其實(shí)，上述公式是利用桿件穩(wěn)定驗(yàn)算的歐拉公式推導(dǎo)得出的，歐拉公式為:
P=π*πEI/(L0*L0)
式中: P 為最小臨界荷載; L0為桿件長(zhǎng)度計(jì)算。按高規(guī)附錄 D 的條文解釋，考慮到混凝土材料的彈塑性、荷載的長(zhǎng)期性以及荷載偏心距等因素的綜合影響，要求墻頂?shù)呢Q向荷載設(shè)計(jì)值不大于 P /8，則作用在剪力單位長(zhǎng)度上的線荷載設(shè)計(jì)值為:
我們知道，上述公式推導(dǎo)的桿件是一維構(gòu)件，而對(duì)于異形剪力墻如T形、L形、槽形、工字形剪力墻的翼緣、腹板局部穩(wěn)定問(wèn)題是二維受壓構(gòu)件的穩(wěn)定問(wèn)題，使用的時(shí)候要注意心里有數(shù)。為保證安全，對(duì)T形、L形、槽形和工字型剪力墻各墻肢，規(guī)范附錄D.0.3條規(guī)定的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)大于理論值。
來(lái)源：土木吧
展開(kāi) 剪力墻擬靜力試驗(yàn)數(shù)值模擬（ABAQUS、OpenSees）
（2）多垂直桿和分層殼模型，既可以較好的模擬大剪跨比的剪力墻，也可以較好地模擬小剪跨比的剪力墻。
OpenSees剪力墻3種建模方法的視頻教程可在下方鏈接觀看：
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14572
學(xué)會(huì)了OpenSees鋼筋混凝土剪力墻的建模方法，帶耗能鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋或者螺栓鋼板的剪力墻、裝配式剪力墻也就簡(jiǎn)單了，在此基礎(chǔ)上添加單元或材料考慮即可。
2、ABAQUS軟件
在ABAQUS中，模擬剪力墻的方法主要有：
（1）實(shí)體單元；（2）殼單元；（3）二維MCFT模型（方自虎老師開(kāi)發(fā)）
由于大家最常用的是實(shí)體單元，所以本文重點(diǎn)講述實(shí)體單元建模中的幾個(gè)要點(diǎn)問(wèn)題。具體的建模過(guò)程不細(xì)講了，如果你剛開(kāi)始學(xué)ABAQUS，推薦你2本書，里面有擬靜力試驗(yàn)?zāi)M的詳細(xì)建模過(guò)程，看完你就會(huì)了。
①徐亞豐《高等土木工程結(jié)構(gòu)（ABAQUS模擬實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)室模型實(shí)驗(yàn)）》
②王玉鐲 《ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解》
2.1、混凝土本構(gòu)及損傷因子的計(jì)算（CDP模型）
混凝土損傷損傷塑性模型（CDP）包括鋼筋和混凝土的本構(gòu)及損傷因子的計(jì)算。
（1）混凝土本構(gòu)的計(jì)算方法有很多，常用的有：①10規(guī)范；②02規(guī)范（過(guò)鎮(zhèn)海模型） ；③丁發(fā)興模型等。從規(guī)范或者文獻(xiàn)中，找到相應(yīng)的公式，制作一個(gè)Excel表格，或者用Matlab寫一個(gè)代碼，不是很難的事情。（2）鋼筋本構(gòu)可選用雙折線或者三折線模型，在ABAQUS中，需要輸入真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變，所謂真實(shí)應(yīng)力即考慮了鋼筋拉斷時(shí)截面面積的縮小。試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)為名義應(yīng)力和名義應(yīng)變。轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：
（3）損傷因子的計(jì)算方法有：①圖解法 ；②能量法 ；③規(guī)范法，根據(jù)公式計(jì)算即可。為了滯回曲線出現(xiàn)下降段，注意損傷因子的長(zhǎng)度一般要大于0.95。
展開(kāi) 帶端柱的剪力墻如何建模？
帶端柱的剪力墻如何建模？很多人將端柱采用框架柱建模，其實(shí)，很多情況下，這樣建模計(jì)算結(jié)果并不太合理。
原因如下：
1. 帶端柱的剪力墻不是剪力墻與柱的簡(jiǎn)單疊加，程序中對(duì)柱墻采用直接疊加的計(jì)算處理方法，常使設(shè)計(jì)者混淆端柱與框架柱的本質(zhì)區(qū)別。端柱不是柱而是墻，應(yīng)強(qiáng)調(diào)端柱與墻的整體概念。柱墻直接疊加的等效處理方法可作為設(shè)計(jì)的輔助計(jì)算方法，而不應(yīng)作為首先推薦的方法。采用柱墻直接疊加的計(jì)算模型，常造成計(jì)算結(jié)果的混亂：
1) 柱墻直接疊加時(shí)，柱端（桿元兩端）與墻角部節(jié)點(diǎn)（墻單元節(jié)點(diǎn)）無(wú)法直接連接，程序處理上需要引入罰單元（就是在柱端和墻角部節(jié)點(diǎn)之間引入一根水平向的虛擬梁），而罰單元?jiǎng)偠鹊拇笮≈苯佑绊懡Y(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性，目前情況下，程序尚無(wú)法根據(jù)工程具體情況合理取用罰單元的剛度，造成帶端柱剪力墻計(jì)算結(jié)果不合理，嚴(yán)重時(shí)超筋超限普遍。
2）結(jié)構(gòu)計(jì)算中也難以考慮下圖所示的壓應(yīng)力擴(kuò)散的作用，由于柱和墻各自采用不同的計(jì)算假定，采用罰單元連接的柱、墻分離式計(jì)算，常導(dǎo)致同一結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)端柱與墻肢的計(jì)算壓應(yīng)力差異很大。當(dāng)不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸向變形時(shí)，往往夸大了柱子承受豎向荷載的能力，造成柱墻軸力的絕大部分由端柱承擔(dān)，而剪力墻只承擔(dān)其中的很小部分，端柱配筋過(guò)大，計(jì)算不合理；而當(dāng)過(guò)多地考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸向變形時(shí)，又常常造成剪力墻墻肢承擔(dān)的壓應(yīng)力水平高于端柱，計(jì)算結(jié)果也不合理。
鋼筋混凝土對(duì)豎向荷載的擴(kuò)散
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3）程序采用墻＋柱的輸入模式，會(huì)出現(xiàn)端柱的抗震等級(jí)同框架的情況（這個(gè)問(wèn)題很容易被忽視）。而在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架的抗震等級(jí)一般不會(huì)高于剪力墻的抗震等級(jí)，會(huì)出現(xiàn)偏不安全的情況，應(yīng)人工修改端柱的抗震等級(jí)，使其同剪力墻。
2.
展開(kāi) 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的非線性有限元分析
短肢剪力墻是介于異形框架柱和一般剪力墻之間的一種建筑結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式能使建筑取得良好的功能效果。已有的實(shí)踐證明，在高層住宅中推廣短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，近年來(lái)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。
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基于HyperMesh網(wǎng)格劃分的Abaqus滯回問(wèn)題求解—漿錨連接裝配式剪力墻滯回模擬
此外，此有限元模型里還包含用于模擬漿錨連接的桿單元，包含用于模擬上下兩片剪力墻間填充彈性膠粘劑的塊單元，如果讀者的模型也使用到這兩者單元，聯(lián)系我索要相應(yīng)材料參數(shù)，其按添加方法與上一致，這里不一一講述。
（4）鋼筋混凝土試件，其中鋼筋往往應(yīng)用桿單元模擬，所以需要修改單元截面大小為鋼筋橫截面的實(shí)際面積，步驟見(jiàn)下圖。
（5）關(guān)于彈簧單元，在Abaqus需要設(shè)定剛度和阻尼，步驟見(jiàn)下圖。若試件中無(wú)使用彈簧單元可以忽略這步。
（6）切換至Step模塊，完成關(guān)于時(shí)間步設(shè)置。先設(shè)置Step-1時(shí)間步，步驟見(jiàn)下圖。第6步Time period代表計(jì)算的時(shí)間，第7步選擇ON代表打開(kāi)大變形控制，第10步設(shè)定計(jì)算最大步數(shù)，第11步Initial代表設(shè)定的初始計(jì)算步長(zhǎng)，Minimun代表設(shè)定的最小計(jì)算步長(zhǎng)，Maximun代表設(shè)定的最大計(jì)算步長(zhǎng)。
然后設(shè)置Step-2時(shí)間步，其步驟與設(shè)置Step-1一樣，設(shè)置參數(shù)見(jiàn)下圖。
提示：因?yàn)槟Ｐ腕w量太大計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，軟件有時(shí)會(huì)中途停算退出等，所以最好在Step-2中設(shè)定重啟動(dòng)輸出（非必須），方便軟件重啟后繼承之前結(jié)果計(jì)算。
（7）切換至Interaction模塊，耦合I部分頂梁頂面節(jié)點(diǎn)，并嵌固鋼筋到混凝土里。首先，在要耦合到的位置創(chuàng)建幾何點(diǎn)，步驟見(jiàn)下圖。
然后，將I部分頂面節(jié)點(diǎn)耦合到RP-1位置，步驟見(jiàn)下圖。
最后，嵌固鋼筋到混凝土里，步驟見(jiàn)下圖。
（8）切換至Load模塊，給剪力墻施加力、位移與約束。首先，在幾何點(diǎn)創(chuàng)建豎直軸向壓力，步驟見(jiàn)下圖。
然后，施加剪力墻橫向、平面內(nèi)位移荷載，步驟見(jiàn)下圖。
再后，限制剪力墻平面外位移，步驟見(jiàn)下圖。第9步限制坐標(biāo)Y軸移動(dòng)，第10步限制繞坐標(biāo)X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第11步限制繞坐標(biāo)Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
最后，約束剪力墻III部分底梁位移，步驟見(jiàn)下圖。
展開(kāi) Python畫彎矩圖剪力圖(三)
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plt.show()
彎矩圖剪力圖
如何使用ANSYS繪制梁的剪力圖和彎矩圖
Step9
后處理
由于我們需要繪制彎矩圖和剪力圖，所以需要建立一個(gè)Path，將結(jié)果映射到Path上。右鍵Model → Insert → Construction Geometry → Path，然后在Details of path中將path type切換為edge，依次選擇建立的5根線體，點(diǎn)擊Apply確定選擇。
1. 剪力圖：
2. 彎矩圖：
我們發(fā)現(xiàn)，使用ANSYS Workbench繪制的剪力圖和彎矩圖與材料力學(xué)方法繪制的完全一致。
至此，本文完。
漿錨連接裝配式剪力墻Abaqus滯回模擬結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證
漿錨連接裝配式剪力墻Abaqus滯回模擬結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證
1.裝配式剪力墻試件模型
1.1試件構(gòu)造與尺寸
試件分為上下兩段墻體，下段預(yù)制墻預(yù)留豎向插件，待上下段墻體豎向插入拼裝就位后，在預(yù)留管道內(nèi)注入高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料，實(shí)現(xiàn)兩段墻的漿錨連接,模型幾何尺寸及配筋,見(jiàn)圖1所示[1]。
圖1 試件構(gòu)造與尺寸
1.2試驗(yàn)材料
構(gòu)件采用HRB335級(jí)鋼筋直徑8mm、10mm、12mm、14mm，參數(shù)見(jiàn)表1；采用C45級(jí)混凝土參數(shù)[1],見(jiàn)表2。
表1 鋼筋材料參數(shù)
注：E為彈性模量；μ為泊松比；ρ為密度；fy為屈服強(qiáng)度；fu為極限強(qiáng)度。
表2 混凝土材料參數(shù)
注：E為彈性模量；μ為泊松比；ρ為密度；fc為抗壓強(qiáng)度；ft為抗拉強(qiáng)度。
1.3試件有限元模型與邊界條件
拼接縫處采用“外高內(nèi)低”;的“Z”;形拼縫，拼縫處填充彈性密封膠。密封膠材料模型選自文獻(xiàn)[2]提到的Reduced Polynomial材料模型參數(shù)替代[2],見(jiàn)表3。
表3 彈性膠粘材料參數(shù)
網(wǎng)格應(yīng)用Abaqus隱式計(jì)算T3D2單元,單元數(shù)量8752個(gè)；模型漿錨連梁?jiǎn)卧獞?yīng)用ABAQUS隱式計(jì)算B31單元,單元數(shù)量720個(gè)；模型漿錨連接彈簧單元應(yīng)用Abaqus隱式計(jì)算DASHPOTA單元,單元數(shù)量800個(gè).網(wǎng)格尺寸控制在40mm，漿錨連接有限元處理如圖2。
圖2 漿錨連接有限元
II-a漿錨連接部位采用彈簧-梁模型模擬，彈簧-梁模型由吉林建筑科技學(xué)院周文君老師提出。
初始分析步，約束地梁兩端部，防止模型出現(xiàn)水平位移.一階段分析步，在剪力墻頂梁幾何中心位置，沿豎直施加軸壓力，軸壓比控制為0.10，同時(shí)約束住剪力墻平面外轉(zhuǎn)動(dòng)及平面外移動(dòng)。二階段分析步，水平荷載采用力和位移混合控制加載模型，其中力加載階段參照文章將力值折算成位移，加載曲線見(jiàn)圖3。
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