考虑初始随机缺陷的钢筋混凝土剪力墙建模方法及抗震性能

朱成发; 于泽明; 马国儒; 高猛; 宋腾飞; 杨亚晗; 胡晓辰; 王道永

doi:10.3724/j.gyjzG25020802

考虑初始随机缺陷的钢筋混凝土剪力墙建模方法及抗震性能

doi: 10.3724/j.gyjzG25020802

1. 北京建筑材料检验研究院股份有限公司, 北京 100041;
2. 北京科技大学, 北京 100083;
3. 国家管网集团工程技术创新有限公司, 天津 300450;
4. 山东大学土建与水利学院, 济南 250061

详细信息

作者简介:
朱成发，硕士，高级工程师，主要从事工程质量控制及灾害防治工作及研究。

通讯作者:
于泽明，yuzeming1997@foxmail.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-02-08
- 网络出版日期: 2025-09-12

Modeling Methods and Seismic Performance Study of Reinforced Concrete Shear Walls Considering Initial Random Defects

1. Beijing Building Materials Testing Academy Co., Ltd., Beijing 100041, China;
2. University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;
3. Pipe China Engineering Technology Innovation Co., Ltd., Tianjin 300450, China;
4. School of Civil Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China

摘要

摘要: 随着建筑结构检测技术的不断进步，现有结构中混凝土不密实、空洞等一些隐伏缺陷逐渐被检测出来。隐伏缺陷常形成于混凝土浇筑期间，由于振捣不密实、粗骨料阻碍或钢筋遮挡所致，具有很高的随机性。为此，针对钢筋混凝土结构缺陷检测汇总分析，表征不密实缺陷的随机分布情况，利用ABAQUS与Python，建立含随机缺陷的有限元模型，分析了不同建模方法及不同缺陷率对结构抗震性能的影响，同时对有限元建模方法进行了试验验证。结果表明，在有限元模型中使用随机单元法和随机球体法模拟剪力墙的随机缺陷均能满足计算要求，且随机单元法的计算效率更高。缺陷率对剪力墙抗震性能的影响主要表现在初始刚度退化和承载力降低方面，同时缺陷的存在对混凝土开裂与破坏趋势存在较大影响。
- 初始随机缺陷 /
- 阵列超声法 /
- 剪力墙 /
- 抗震性能 /
- 数值模拟
Abstract: Latent defects， such as poorly compacted concrete and voids， are increasingly detected in existing structures due to advances in structural inspection technology. These defects are formed during concrete pouring because of inadequate vibration， blockage by coarse aggregates， or obstruction by reinforcement. They exhibit high randomness. In this study， the defect detection in reinforced concrete structures was analyzed， and the random distribution of poorly compacted areas was characterized. Finite element models with random defects were developed using ABAQUS and Python. The effects of different modeling methods and defect rates on seismic performance were investigated， and the finite element modeling method was validated through experiments. The results showed that both the random element method and the random sphere method could effectively simulate random defects in shear walls while meeting computational requirements， with the random element method exhibiting higher computational efficiency. The influence of defect rates on the seismic performance of shear walls was primarily reflected in the degradation of initial stiffness and bearing capacity. Additionally， the presence of defects significantly affected the cracking and failure patterns in concrete.
- initial random defects /
- ultrasonic array method /
- shear walls /
- seismic performance /
- numerical simulation

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