【摘 要】
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建筑结构设计时,利用有限元解决剪力墙结构计算的方法,被越来越多的工程设计人员所接受。但是剪力墙开洞会造成有限单元数量上升,造成计算时间漫长,满足不了工程设计的效率要求。
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建筑结构设计时,利用有限元解决剪力墙结构计算的方法,被越来越多的工程设计人员所接受。但是剪力墙开洞会造成有限单元数量上升,造成计算时间漫长,满足不了工程设计的效率要求。特别当洞口距离剪力墙边界很近时,单元合理划分更加困难,有时会造成刚度矩阵的奇异而导致计算失败。所以用有限元方法对剪力墙结构设计的合理与否,关键是看剪力墙结构有限元分析模型的选取。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第5.1.4条推荐的剪力墙三种计算模型为薄壁杆系、墙板单元和其它组合有限元。本课题在分析改进这三种有限元计算模型的基础上,提出了带洞剪力墙的刚度修正矩形单元。内部包含洞口的高次矩形平面应力单元经过适当的修正后,可以替代静力凝聚的子结构,用于剪力墙结构的计算。利用这种单元可以克服带洞剪力墙单元划分难题。修正的剪力墙单元符合开洞剪力墙的受力特点,在计算精度满足的情况下计算可信度比较高。作者基于此模型编制了剪力墙单元,并编入到结构设计程序TLSAP,利用一个工程实例与SATWE的静力计算结果对比,以及与ANSYS的动力时程计算结果进行了对比,分析说明了修正单元处理开洞剪力墙时在计算上的优势。这种修正算法简单、适用、高效,可逐步在工程设计中推广,是一种有发展前途的数值计算方法。
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