如何能够更准确且更高效地模拟结构在地震动作用下的响应是一个经典问题。已经有很多研究表明,纤维模型能够较好地模拟构件在进入非线性时期的行为,并且拥有较高的运算效率。纤维模型是将截面沿长度方向离散成很多材料纤维,每根纤维在外力作用下表现出轴向的变形,因此能够较好的考虑轴向与弯曲受力行为,但不能考虑剪切和扭转效应。现有基于纤维模型的研究大多只考虑弹性剪切模量的贡献,采用这些方法对框架结构分析时,无法准确模拟截面由于较大剪切应力引起的非线性行为,制约了地震作用下结构动力性能分析的精度和合理性。为此,本文开展了考虑非线性剪切效应的框架模型在地震动作用下的响应分析,具体研究内容包括:(一)基于大量数值实验,提出了适用于钢筋混凝土构件截面的非线性剪切模型。模型包括混凝土强度、截面高度与截面面积等参数,可适用于多种工况下的模拟分析。经过与试验验证,模型表现出较好的截面剪切性能预测精度。本文采用Abaqus软件进行模拟分析,首先讨论混凝土强度、钢筋强度、截面情况等参数对钢筋混凝土构件截面剪切行为的影响,再结合经典力学规则,与大量有限元模拟实验结果拟合得出剪力-剪应力的关系。(二)基于OpenSees软件中Section Aggregator平台,将本文提出的非线性剪切模型与纤维模型集成,建立了考虑非线性剪切效应的框架结构动力时程分析;采用振动台试验对比,验证了该非线性剪切模型在框架结构分析中的适用性。(三)基于验证过的框架结构数值模拟手段,以一个典型低延性结构为算例,对比分析了不考虑剪切效应、考虑线性剪切效应与考虑非线性剪切效应三种情况下框架在罕遇地震作用下的动力时程。结果表明,考虑非线性剪切模型的框架更能合理地反应出在罕遇地震下框架的实际抗剪能力、变形能力和耗能情况,而采用不考虑剪切或考虑线性剪切的模拟方式,都会低估框架的破坏程度而高估其整体刚度和抗震能力。