• ISSN 0258-2724
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承重型3D板墙体抗震性能数值模拟

黄群艺,梁东,黄艳霞,芮奕

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黄群艺, 梁东, 黄艳霞, 芮奕. 承重型3D板墙体抗震性能数值模拟[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2018, 53(5): 982-988. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.015
引用本文: 黄群艺, 梁东, 黄艳霞, 芮奕. 承重型3D板墙体抗震性能数值模拟[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2018, 53(5): 982-988.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.015
HUANG Qunyi, LIANG Dong, HUANG Yanxia, RUI Yi. Numerical Analysis on Seismic Performance of Load Bearing 3D Walls[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(5): 982-988. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.015
Citation: HUANG Qunyi, LIANG Dong, HUANG Yanxia, RUI Yi. Numerical Analysis on Seismic Performance of Load Bearing 3D Walls[J].Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(5): 982-988.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.015

承重型3D板墙体抗震性能数值模拟

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.015
详细信息
    作者简介:

    黄群艺(1986—),男,博士,讲师,研究方向为装配式结构抗震,E-mail: hqy1986@home.swjtu.edu.cn

    通讯作者:

    梁东(1977—),男,副教授,研究方向为工程经济与项目管理,E-mail:liangdong@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号:TU311.3

Numerical Analysis on Seismic Performance of Load Bearing 3D Walls

    • 摘要:为研究承重型3D板墙体的抗震性能,同时考虑单纯采用拟静力等抗震性能试验存在试验周期较长、成本较高等问题,采用有限元分析方法对承重型3D板墙体的抗震性能进行模拟计算,并将计算结果与试验结果进行对比,在验证数值模型准确合理的基础上,进一步分析高宽比、混凝土层厚度及强度对其抗震性能的影响,以此节约试验时间和成本. 研究结果表明:随着高宽比的增大,构件趋于弯曲破坏,有利于增加构件的延性及耗能能力. 增加混凝土层厚度对墙体极限承载力具有一定的提高作用,当单侧混凝土层厚度由30 mm增加至40、50 mm时,墙体极限承载能力由208 kN增加至253、279 kN;墙体的极限承载能力随着混凝土层强度的提高略有提升,当混凝土层强度由C25增加至C30、C35时,构件的极限承载力由236 kN增加至253、260 kN.

    • 图 1试件主要尺寸

      Figure 1.Size of specimens

      图 2试件配筋

      Figure 2.Reinforcement of specimens

      图 3试件骨架曲线对比

      Figure 3.Skeleton curves of the experimental and simulating results

      图 4W1混凝土裂缝分布(单位:kN)

      Figure 4.Concrete cracks of W1 (unit:kN)

      图 5W1现场破坏

      Figure 5.Site failure of W1

      图 6弹性阶段

      Figure 6.Elastic stage

      图 7屈服阶段

      Figure 7.Yield stage

      图 8极限阶段

      Figure 8.Limit stage

      图 9破坏阶段

      Figure 9.Failure stage

      图 10H:L= 1 : 2试件W1混凝土应力云图

      Figure 10.Concrete stress of W1 whichH:L= 1 : 2

      图 11H:L= 1 : 3试件W1混凝土应力云图

      Figure 11.Concrete stress of W1 whichbH:L= 1 : 3

      图 12H:L= 2 : 1试件W1混凝土应力云图

      Figure 12.Concrete stress of W1 whichH:L= 2 : 1

      图 13不同混凝土层厚度试件骨架曲线

      Figure 13.Skeleton curves of specimens with different concrete thickness

      图 14不同混凝土强度试件骨架曲线

      Figure 14.Skeleton curves of specimens with different concrete strength

      表 1混凝土材料属性的设置参数

      Table 1.Material attribute of concrete

      强度
      /MPa
      密度
      /(kg•m–3
      杨氏模量
      /(kN•mm–2
      泊松比 膨胀角
      /(°)
      偏心率 fb0/fc0
      32 2 400 30 0.2 35 0.1 1.16
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      表 2受压时混凝土损伤塑性参数

      Table 2.Parameters of concrete damaged plasticity model when concrete in compression

      屈服应力/MPa 非弹性应变/ × 10–6 损伤因子
      16.543 0 0
      18.054 280.476 0.175
      19.077 393.373 0.215
      19.707 519.316 0.253
      20.034 655.372 0.290
      20.130 799.061 0.325
      19.645 110.899 0.392
      $\vdots$ $\vdots$ $\vdots$
      29.423 14 216.000 0.918
      28.814 14 508.100 0.920
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      表 3受拉时混凝土损伤塑性参数

      Table 3.Parameters of concrete damaged plasticity model when concrete in tension

      屈服应力/MPa 非弹性应变/ × 10–6 损伤因子
      2.010 0 0
      1.882 510.000 0.257
      1.597 88.900 0.388
      1.359 125.257 0.485
      1.233 148.403 0.534
      1.129 170.833 0.575
      1.003 203.447 0.624
      $\vdots$ $\vdots$ $\vdots$
      0.325 917.409 0.892
      0.320 936.506 0.894
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      表 4钢筋材料属性基本参数

      Table 4.Material attribute of steel

      钢筋规格 屈服强度/MPa 极限强度/MPa
      Φ8 420 540
      Φ12 395 460
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      表 5混凝土应力计算结果与试验对比

      Table 5.Comparison of concrete stress between ABAQUS calculation and test result

      加载阶段 试验结果 计算结果
      弹性阶段 未产生裂缝,整体完好. 整体应力较小,墙体底部两端应力稍大
      屈服阶段 裂缝逐渐增多,混凝土少许脱落,裂缝呈“菱形”
      分布.
      应力急剧增大,沿对角线方向由下往上逐渐减小,并向上发展扩散.
      极限阶段 墙体变形迅速增加,塑性变形明显. 混凝土应力达到最大.
      破坏阶段 墙体底部受压区的混凝土产生酥裂,受拉区混凝土
      明显开裂,并与基础梁脱离,导致变形急剧增大,
      试件宣告破坏.
      混凝土应力随之下降,墙体变形急剧增大,计算不能收敛,试件宣告破坏.
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    • 收稿日期:2017-07-12
    • 刊出日期:2018-10-01

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