钢筋混凝土剪力墙应变率效应试验与基于动力塑性损伤模型的模拟_许斌.pdf

第29卷第1期Vol.29No.1工程力学

2012年1月Jan.2012ENGINEERINGMECHANICS39

文章编号：1000-4750(2012)01-0039-07
钢筋混凝土剪力墙应变率效应试验与
基于动力塑性损伤模型的模拟

1,231
许斌，陈俊名，许宁

(1.湖南大学土木工程学院，湖南，长沙410082；

2.建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学)，湖南，长沙410082；

3.贵阳铝镁设计研究院，贵州，贵阳550081)

摘要：应变率对混凝土材料的力学性能有着重要影响。该文在对2片剪力墙构件进行快速加载试验的基础上，
在混凝土塑性损伤模型中引入应变率效应，建立了考虑应变率效应的塑性损伤模型。应用该模型对该文所描述的
快速加载下的剪力墙构件以及在拟静力作用下的另外3个构件进行了有限元模拟，结果表明考虑应变率效应的混
凝土塑性损伤模型较好地描述了钢筋混凝土剪力墙在快速加载下的非线性行为。最后，运用所建立的考虑应变率
效应的混凝土塑性损伤模型对不同轴压比和加载速率下剪力墙构件的非线性性能进行了模拟与分析。
关键词：钢筋混凝土剪力墙；非线性行为；加载速率；应变率；轴压比；有限元模拟；塑性损伤模型
中图分类号：TU31;TU317;TU318文献标志码：A

TESTONSTRAINRATEEFFECTSANDITSSIMULATIONWITH
DYNAMICDAMADEDPLASTICITYMODELFORRCSHEARWALLS

XUBin1,2,CHENJun-ming3,XUNing1

(1.CollegeofCivilEngineering,HunanUniversity,Changsha,Hunan410082,China;

2.KeyLaboratoryonBuildingSafetyandEnergyEfficiency(HunanUniversity),Changsha,Hunan410082,China;

3.GuiyangAluminiumDesign&ResearchInstitute,Guiyang,Guizhou550081,China)

Abstract:Ithasbeenwidelyrecognizedthatstrainratehaseffectsontheperformanceofconcretematerialsand
reinforcedconcrete(RC)structures.Inthisstudy,experimentalstudyontwoRCshearwallsunderdifferentrate
loadsarecarriedout.Thedamageplasticmodelwiththeconsiderationofthestrainrateeffectsisemployedto
simulatethebehaviorofthetwospecimenstestedinthisstudyandadditionalthreeotherspecimensunder
pseudo-staticloads.Simulationresultsshowthatthedevelopeddynamicdamageplasticmodelcansimulatethe
nonlinearbehaviorofRCwallsunderbothpseudo-staticandhighrateloadswithacceptableaccuracy.Moreover,
thedevelopeddamageplasticmodelisalsousedtostudytheeffectsofaxialloadratiosonthenonlinearbehavior
ofRCwallspecimensunderdifferentloadrates.
Keywords:reinforcedconcreteshearwalls;nonlinearbehavior;loadrate;strainrate;axialcompressionratio;
finiteelementsimulation;damagedplasticitymodel

剪力墙作为建筑结构抵抗地震、强风等横向荷性能的理论和试验研究尤为重要。早在20世纪初
载的重要构件，它在静力和动力荷载作用下的力学人们就通过试验发现作为主要结构工程材料的混
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收稿日期：2010-04-19；修改日期：2010-07-29
基金项目：国家自然科学基金委的动力灾变重大计划重点项目(90715033)；新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-08-0178)
通讯作者：许斌(1972―)，男，湖北