PERFORM3D分析钢筋混凝土剪力墙.docVIP

摘要：本文介绍了PERFORM-3D中各种单元的弹塑性模型，对单片剪力墙和钢筋混凝土核心筒的试验模型进行了分析和对比，结果表明PERFORM-3D能有效模拟钢筋混凝土剪力墙的弹塑性性能。通过对某超高层框架核心筒建筑进行罕遇地震下的弹塑性时程分析，评价了该结构的抗震性能，并说明了应用PERFORM-3D进行结构抗震分析和评估的过程。 关键词：PERFORM-3D，剪力墙，弹塑性时程分析，抗震性能评估 中图分类号：TU973 文献标识码：A Elastic-Plastic Analysis and Application of Reinforced Concrete Shear Wall Abstract：The paper introduces various plastic models of structure members in PERFORM-3D, and compares the results calculated by PERFORM-3D with the test data by other researches, including some single shear walls and reinforced concrete core wall, the comparing results show that PERFORM-3D can effectively simulate the force and deformation characteristics of reinforced concrete shear wall’ plastic properties. Through the nonlinear time history analysis of a frame core-tube and high-rise buildings under severe earthquake, evaluates the seismic performance of the structure, and describes the application of PERFORM-3D in the structural seismic analysis and evaluation process. Key words：PERFORM-3D, shear wall, elastic-plastic time history analysis, evaluation of seismic performance 0引言 PERFORM-3D三维结构非线性分析与性能评估软件是由美国加州大学Berkeley分校的鲍威尔教授(Prof. Graham H. Powell)在Drain-2DX和Drain-3DX的基础上发展而来，使用以变形或强度为基础的极限状态，致力于对结构进行抗震分析和性能化评估，其分析结果得到了国际学术界和工程界的广泛认可，尤其是对错综复杂的剪力墙体系，能为使用者提供其他软件一般不具备的动力弹塑性分析功能，既可以用于工程设计，也能用于对新软件进行测试和对实验结果进行校核。 本文将对PERFORM-3D的基本单元进行介绍，并通过与试验对比来检验其结果的合理性，最后运用PERFORM-3D对某超高层建筑进行弹塑性时程分析和性能评估。 1单元及材料模型 1.1单元模型 PERFORM-3D提供了多种单元类型，主要包括杆单元、梁单元、柱单元、墙单元、隔振器单元以及BRB单元等等，可以满足结构抗震分析中的各种需求。 在对结构进行弹塑性分析中，常用的单元模型主要包括：框架梁、框架柱、连梁和剪力墙。 （1）框架梁。框架梁弹塑性模型一般采用塑性铰模型，如图1中(a)所示，包括两端的弯曲铰，以及中间的弹性杆。一般框架梁的跨高比大于5，容易实现“强剪弱弯”，避免发生脆性剪切破坏，通过在梁两端设置剪切强度截面，根据规范计算截面的抗剪承载力，如果计算后截面剪力超过抗剪承载力，则需要调整梁截面或配筋，防止框架梁发生剪切破坏，这种按强度设计的方法与一般的弹性设计方法原理是一样的。 （2）连梁。在PERFORM-3D中对连梁进行模拟可以采用梁单元和墙单元两种方式，建议采用梁单元，这样可以简化墙单元的划分，而且更能直观体现出连梁的受力变形特性。在采用梁单元模拟连梁时，由于剪力墙单元的节点不具备转动刚度，造成结构刚度偏小，PERFORM-3D的使用说明[1]中建议设置嵌入梁(imbedded beam)，来连接连梁与剪力墙，嵌入梁梁宽为连梁的20倍，但是截面面积和抗扭刚度应取一个小值， 避免增大原结构刚度。与框架梁不同，连梁的跨高一般比较小，容易发生剪切塑性破坏，因此在其跨中布置剪切塑性铰，模拟其剪