問題描述：
如何判斷分層殼在彈塑性分析中的性能狀態(tài)？
解答：
方法一：通過查看分層殼應(yīng)力判斷剪力墻的受力狀態(tài)
命令路徑：【顯示】>【力/應(yīng)力圖】>【殼應(yīng)力/力】
圖1 顯示分層殼應(yīng)力
其中，
荷載工況一欄若選擇為時(shí)程分析工況，可選擇變形或?qū)娱g變形較大的時(shí)刻顯示分層殼應(yīng)力。荷載工況一欄若選擇為Pushover工況時(shí)，需選擇性能點(diǎn)對(duì)應(yīng)的步數(shù)顯示分層殼應(yīng)力。
分量類型選擇為分層應(yīng)力，分層殼應(yīng)力可按殼屬性和層名進(jìn)行顯示，或者僅按層名顯示。實(shí)際應(yīng)用中通常選用僅按層名分別顯示混凝土層和鋼筋層。輸出位置中的厚度位置：1.0000 Top（頂層）、0.0000 Mid（中間層）、-1.0000（底層），以及高斯積分點(diǎn)位置，例如：-0.5774 IP1（高斯積分點(diǎn)1）、0.5774IP2（高斯積分點(diǎn)2）。若只關(guān)注剪力墻平面內(nèi)的壓彎非線性行為，可選擇0.0000 Mid。
各殼應(yīng)力分量可參考《分析參考手冊(cè)》第十章內(nèi)容。默認(rèn)情況下，如需觀察剪力墻平面內(nèi)的壓彎非線性行為可選擇S22，其他情況應(yīng)依據(jù)局部軸進(jìn)行判斷。
分層殼應(yīng)力顯示如下：
圖2 典型混凝土層應(yīng)力分布 圖3典型鋼筋層應(yīng)力分布
通過分層殼的應(yīng)力分布（圖2、圖3），可以大致觀察到剪力墻是否屈服（鋼筋層應(yīng)力），混凝土受壓區(qū)高度，中和軸位置，以及鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)等等，甚至可以通過鋼筋應(yīng)力估計(jì)出剪力墻的應(yīng)變情況（但不可通過混凝土應(yīng)力去估計(jì)其應(yīng)變狀態(tài)）。
方法二：通過分層殼邊緣纖維應(yīng)變確定其性能狀態(tài)
基于《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌規(guī)范》CECS 392 2014中5.4.4條的要求，壓彎破壞的鋼筋混凝土構(gòu)件的損壞等級(jí)可以依據(jù)鋼筋和混凝土的應(yīng)變確定。
在ETABS中，可以通過廣義位移來獲取分層殼邊緣纖維的應(yīng)變。
命令路徑：【定義】>【廣義位移】
圖4 通過廣義位移來獲取分層殼邊緣纖維的應(yīng)變
依據(jù)材料力學(xué)中應(yīng)變的計(jì)算公式：
，圖4中，U3欄數(shù)值分別填為+1/H和-1/H，其中H為層高。
應(yīng)當(dāng)注意的是，通過此方法得到的是一個(gè)平均的應(yīng)變，因此有兩個(gè)使用條件，其一是墻肢的高度應(yīng)足夠大，使用一層平均應(yīng)變表達(dá)剪力墻的應(yīng)變具有足夠的代表性，否則應(yīng)沿縱向分割剪力墻。其二是墻肢的高寬比應(yīng)足夠大，整體體現(xiàn)出明顯彎曲破環(huán)狀態(tài)，使用邊緣處的應(yīng)變可以判斷混凝土是否壓碎或鋼筋是否拉斷。
用戶可以通過模型瀏覽器中【表】>【分析】>【結(jié)果】>【位移】>【Joint Displacements-Generalized】查看廣義位移結(jié)果。如圖5所示。
圖5 廣義位移結(jié)果查看
方法三：通過查看分層殼轉(zhuǎn)角判斷剪力墻的性能狀態(tài)
依據(jù)美國規(guī)范ASCE41-13中10.7.2節(jié)中的規(guī)定，可以通過塑性鉸轉(zhuǎn)角判斷剪力墻的性能狀態(tài)。如圖6和圖7.
圖6 塑性鉸轉(zhuǎn)角示意圖
圖7 剪力墻可接受準(zhǔn)則
在ETABS中，可以通過廣義位移計(jì)算塑性鉸轉(zhuǎn)角。
命令路徑：【定義】>【廣義位移】
圖8 通過廣義位移計(jì)算塑性鉸轉(zhuǎn)角
其中圖8中U3欄數(shù)值分別填為+1/L和-1/L，其中L為墻長(zhǎng)。
用戶應(yīng)當(dāng)注意的是，lp應(yīng)滿足規(guī)范中的要求，并且相應(yīng)的可接受準(zhǔn)則的計(jì)算都是符合美國規(guī)范要求的，可能會(huì)與中國規(guī)范有出入。用戶也可以按照《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌規(guī)范》CECS 392 2014中5.2.8條取用。
計(jì)算結(jié)果的查看可參考方法二。