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ABAQUS模拟现浇剪力墙与自复位剪力墙

更新时间:2009-03-28

钢筋混凝土自复位结构是一种预制装配式的混凝土结构,其特殊的结构构造体现在预制构件的节点连接处。自复位结构运用张拉预应力钢筋及配置节点耗能元件,将预制构件装配成一个整体结构。所谓自复位结构,它的发展来源于摇摆结构[1-2],在地震作用下允许节点连接处构件间有一定的张开分离,自复位构件可以预应力筋为轴,发生左右摇摆响应,当卸载后自复位构件依靠其自身重力及预应力筋的拉力能够恢复其原有位置。这种自复位结构节点的设置减轻了地震作用下节点连接处构件的破坏,在震后只需对结构稍做修复即可继续使用。

有限元模拟分析技术成为当今工程界研究的重要手段,其中ABAQUS是现在应用非常广泛的一种大型有限元分析软件。该项目运用ABAQUS分别对传统现浇剪力墙和预制预应力自复位剪力墙建立模拟分析模型,对比2种剪力墙结构受力特点,分析耗能钢筋弯矩配比的不同对自复位结构的影响。

1 模型建立

运用ABAQUS对现浇整体式剪力墙和预制预应力自复位剪力墙进行数值模拟研究,首先对二者分别设计相同高宽尺寸的墙体、基础几何外形,以及设计自复位剪力墙下部墙板与基础结合处耗能钢筋不同的弯矩贡献比,具体参数如表1所示。

 

1 现浇剪力墙与自复位剪力墙几何尺寸

  

模型编号模拟类型墙板数量/个墙板尺寸/mm基础尺寸/mm耗能钢筋弯矩配比/%RCW-1现浇整体13800×2000×180600×3000×600-HW-2自复位2up1950×2000×18025bp1800×2000×180HW-3自复位2up1950×2000×18030bp1800×2000×180HW-4自复位2up1950×2000×18045bp1800×2000×180

2 现浇剪力墙与自复位剪力墙对比模拟结果

运用ABAQUS模拟运算RCW-1和HW-2所得的应力云图如图1所示。

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图1 应力云图

观察对比现浇剪力墙与自复位剪力墙的应力云图1可知,在荷载作用下,无论是现浇整体剪力墙还是自复位剪力墙,应力分布主要集中在墙角部位,且分别约为26 MPa和21 MPa,则在地震作用下现浇剪力墙墙体脚部更易破坏,此现象由于现浇剪力墙的墙体与基础是整体浇筑在一起,而自复位剪力墙墙体与基础分离,在荷载作用下自复位墙体可左右摇摆,依靠自身重力和预应力筋提供的恢复力回复原位,以减轻受力破坏。

模拟运算弯矩配比不同的自复位剪力墙HW-2~4所得到的滞回曲线如图4所示。

分析RCW-1和HW-2的滞回曲线,两者最内侧的滞回环比较窄瘦,此时两剪力墙结构均处于弹性工作阶段,继续加大位移加载幅值,二者的滞回环逐渐向位移轴弯曲,这时结构构件进入塑性变形工作阶段。由图2可知,现浇整体剪力墙和自复位剪力墙的极限承载力分别为300 kN和280 kN,现浇墙体与基础处的节点整体性比自复位墙体较强一些。

  

图2 RCW-1、HW-2滞回曲线

RCW-1和HW-2的滞回曲线如图2所示。

经采用传统经验定性法,对收集、整理的影响干旱分区相关自然因素进行综合分析,并结合聚类分析的多元统计分析方法,最后基于农业干旱的视角得出淮河流域以市为单元的分区结果,见表1。

分地区来看,城市是人口集中地,在低成本集中提供各种服务方面具有规模经济和靠近消费群体的优势,必然具备平均水平以上的基本公共服务供给能力。上海作为行政等级最高的城市之一,在获取各种资源上有绝对优势,每一项基本公共服务都处于领先地位。江浙两省中,浙江的基本公共服务投入水平高于江苏,仅在医疗卫生这一项上投入不足。江苏各项服务的人均支出水平中,除了医疗卫生方面高于全国外,其他类基本公共服务不仅低于浙江,还低于全国平均水平,其中又以社会保障类基本服务最低,说明在民生方面江苏还存在较大不足。

RCW-1骨架曲线出现拐点及HW-2骨架曲线出现突变后,再继续增大荷载,HW-2骨架曲线就一直处于RCW-1曲线下方,HW-2的承载力较低于RCW-1的承载力,两曲线都有一个峰值点,峰值点后两剪力墙曲线均开始下降,从图3可看出,HW-2曲线下降稍缓于现浇剪力墙曲线下降趋势,即自复位剪力墙的刚度退化性质优于现浇剪力墙。

目前我县个体农机维修网点分布在全县28个乡、镇,普遍存在占地小、维修人员少、维修设备简单且数量不足,多数维修网点是家庭式作坊、门铺式维修,维修设施、工具不全,场地简陋,环境卫生达不到维修技术的要求,致使农机不能按技术要求维修,相应地减少了收入,又给机手带来不便。维修人员虽然获取了从业资格证书,但90%以上都是初级,综合素质和技术水平普遍较低,造成此现象的主要原因:大部分维修人员文化程度低,只有初中以下文化。又不愿意参加专业化的新技术培训,知识更新能力较差,对老式农业机械还可以,对新型农机出现的故障便是无从下手,这样的技术水平已经不能适应现代农机科技的发展,一定程度上阻碍了农机维修业的发展。

  

图3 RCW-1、HW-2骨架曲线

观察骨架曲线的走势,起初一段两曲线均为直线,增大加载幅值,两剪力墙骨架曲线均出现拐点,RCW-1骨架曲线在拐点后曲线走势比较平缓,HW-2骨架曲线在拐点过后有一段突变,曲线呈下降趋势,预示自复位剪力墙结构的承载能力降低,这是由于自复位剪力墙的墙体与基础接触面张开所致。

由图2可以看出,随着加载位移幅值逐渐增大,RCW-1的滞回环比HW-2的滞回环较为饱满,自复位剪力墙耗能能力比现浇整体剪力墙有所欠缺。

RCW-1和HW-2的骨架曲线如图3所示。

3 不同弯矩配比的自复位剪力墙对比模拟结果

由图1可以看出,现浇剪力墙应力分布延伸到整面墙体内部,而自复位墙体除角部应力反应较大,整面墙体其它部位应力反应较小,这说明现浇剪力墙在荷载作用下墙脚以及整面墙体均会发生混凝土开裂,使结构完全破坏,失去使用功能;自复位剪力墙的破坏只发生在脚部,地震后能够保持完整的结构功能,只需对墙角进行加固修复即可继续使用。

现阶段,我国网络通信主要是以实现网络数据的传递为中心标准的,但是,在实际的传输过程当中,往往面临着一系列的漏洞。一般来说,网络通信数据结构是以数形为主的,这也就给一些不法分子有了可乘之机,进而破坏一些重要的的数据信息。与此同时,网络通信主要是将IP作为主体的承载网得,其中本身就含有大量的不可控制的因素,在加密技术的应用方面,显得较为随意,这必然在很大程度上影响着信息通信安全。除此之外,当前由于通信系统设计存在一定的不足,这也就极易导致数据在传递的过程当中遭受到攻击,再加上不合理的操作设计,更加无法确保网络通信的安全可靠性。

  

图4 HW-2~4滞回曲线

由表1可知,HW-2、HW-3与HW-4耗能钢筋弯矩配比分别为25%、30%和40%,观察图4,三面剪力墙在往复荷载作用下的滞回曲线,分别求各试件所消耗的能量,所得数值如表2所示。

 

2 HW-2~4试件耗能

  

模型HW-2HW-3HW-4屈服前耗能/(kN·mm)24704.325290.726517.0破坏前耗能/(kN·mm)242266.1246497.4253863.7

三面剪力墙无论是试件屈服前还是破坏前的耗能,均呈现HW-4﹥HW-3﹥HW-2,随着耗能钢筋弯矩配比的增加,自复位剪力墙的耗能逐渐提高。

HW-2、HW-3、HW-4三面剪力墙的骨架曲线如图5所示。

  

图5 HW-2~4骨架曲线

由图5可知,HW-2、HW-3、HW-4三面剪力墙的承载力均约为280 kN。求三者骨架曲线刚度变化,如表3所示。

 

3 HW-2~4刚度变化

  

模型HW-2HW-3HW-4屈服前刚度43.436.431.4屈服后刚度-1.3-1.2-0.3

由表3可知,HW-2、HW-3、HW-4在试件屈服前后的刚度依次减小,表明随着耗能钢筋的弯矩配比的增加,使自复位剪力墙的刚度有所降低。

4 结论

(1)地震作用下,现浇与自复位剪力墙破坏主要在墙体角部,自复位剪力墙允许墙体相对基础有所抬升,墙身内部不会有太多裂缝开展,而现浇剪力墙整面墙体处于易破坏状态。

在例句2中,可以发现在翻译里把汉语中习惯运用形容词的方法进行了改变。形容词“petrified”本来在字典里的意思是“惊呆了的,石化了的”。但是在译文里变成了“害怕地不得了”,它是非常符合语境的,并且完全符合中文的说话和表达习惯。它将“害怕”具体化了,让观影的人容易理解角色的情绪。

(2)自复位剪力墙的承载力比现浇剪力墙低4%左右,当结构进入塑性工作阶段,自复位剪力墙刚度的退化缓于现浇整体剪力墙,而现浇剪力墙耗能能力比自复位剪力墙较好。

(3)在自复位剪力墙耗能钢筋弯矩配比不同的情况下,随着耗能钢筋弯矩配比的增加,自复位剪力墙的耗能能力逐渐提高,承载力影响不大,刚度有所降低。

参考文献

[1] 周颖,吕西林. 摇摆结构及自复位结构研究综述[J]. 建筑结构学报,2011,32(9):1-10.

[2] Brian J. Smith, Yahya C. Kurama, Michael J. McGinnis. Behavior of Precast Concrete Shear Walls for Seismic Regions: Comparison of Hybrid and Emulative Specimens[J]. Journal of Structural Engineering,2 013,139:1 917-1 927.

[3] 党像梁,吕西林,钱江,等. 自复位预应力剪力墙抗震性能实体和平面单元有限元 分析[J].建筑结构学报,2014,35(5):17-24.

[4] 胡晓斌,贺慧高,彭真,等. 往复荷载作用下自复位墙滞回性能研究[J]. 建筑结构学报,2013,34(11):18-23.

 
王田田,刘英利
《华北理工大学学报(自然科学版)》2018年第02期文献

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