钢筋混凝土墙静力弹塑性分析

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土墙静力弹塑性分析
何涛
(哈尔滨工业大学建筑设计研究院深圳分院)
【摘要】以天津市审图中心对“天津滨海新区公交总站业务用房”提出验算屋顶钢筋混凝土装饰墙整体
稳定的审查意见为背景，利用大家熟悉的软件SATWE与目前正迅速推广的SAP2000相结合，对钢筋混凝
土装饰墙进行基于受力I}生能的静力弹塑性(PUSH-OVER)分析。本次分析不仅考虑了材料和大变形引起
的非线性，同时也简单地考虑了由施_r-i~差引起的几何非线性。
【关键词】钢筋混凝土装饰墙整体稳定分析分层壳单元第一类稳定分析第二类稳定分析
1．引言
随着结构理论以及计算软件的日益完善，对于
曾经困扰设计人员的非线性分析问题现在已经能够比
较容易地解决了。非线性分析包括三类问题：①材料
非线性，②接触非线性，③几何非线性。整体稳定分
析包括了材料和几何这两类非线性。本文先用SATWE
对钢筋混凝土装饰墙进行弹性分析，然后再用新版的
SAP2000进行弹塑性分析，并比较得出结论。本文的
目的不在于对稳定理论进行广泛而深入的探究，而是
想通过广大设计人员能掌握的软件作出准确和快速的
判断，从而把握设计的方向。
2．分析要求
根据天津市审图中心就“天津滨海新区公交总
站业务用房工程”提出的审图意见要求，对屋顶标高
22．5米处，4米高，0．2米宽的钢筋混凝土装饰墙进
行地震和风荷作用下的稳定验算。由于该墙顶端没有
不动支座支撑，因而不符合《高层建筑混凝土结构
技术规程》附录D关于墙体稳定计算的前提条件，本
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次计算将考虑施工误差、材料非线性、几何非线性
的影响，对构件进行静力弹塑性全过程推覆分析。
3．分析软件及软件用途
1 PKPM系列的SATWE：钢筋混凝土装饰墙在
SATWE整体模型中创建，求得地震和风作用下墙底最
大的剪力，用于比较。
2 CSI系列的SAP2000 Vl1：进行第一类和第
二类稳定分析，求得构件静力弹塑性全过程推覆情
况下的性能，进行安全评估。
4．分析原理及过程
a)SATWE的分析原理及过程略
b) SAP2000的分析原理及过程：
(1)构件单元模型和材料本构关系：
构件采用分层壳单元，分别由内外钢筋层和中
间的混凝土层组成(见图1)，钢筋面积和规格以
及混凝土强度等级均按实际输入，钢筋和混凝土材
料分别具有各自的非线性本构关系(见图2)。混
凝土的本构关系是根据《混凝土结构设计规范》附