《防屈曲支撑混凝土框架抗震性能非线性有限元分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《防屈曲支撑混凝土框架抗震性能非线性有限元分析（114页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：幽日期：坦f 垒垒： 之 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在
2、解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名： 传统普通支撑受压屈曲的缺点，又具备良好的消能减震性能，在日本、美国工程 应用日益广泛，而在我国的研究与工程应用刚刚起步。我国国土辽阔，地质构造 复杂，防屈曲支撑的工程应用前景十分广阔。 目前，国内外的防屈曲支撑研究主要是集中在防屈曲支撑构件及防屈曲支撑 钢框架方面。对防屈曲支撑混凝土框架的试验和分析国内外暂时相对缺乏。本文 针对课题组已有防屈曲支撑构件及防屈曲支撑混凝土框架试验基础上进行非线 性有限元分析，论文包括分析防屈曲支撑混凝土框架结构承载能力、内部受力过 程、内力分配及重分配规律、改进内部配置、优化结构设计，还可为进一步研发、 改进内部构造提供
3、模型基础等，以弥补试验试件不能过多、试验中应变片多处被 损坏等诸多不理想的情况。 本文主要进行了以下工作：运用A B A Q U S 对三个试件进行了非线性有限元分 析，分析破坏形态，提出设计建议。首先，采用A B A Q u S C A E 进行前期建模，运 用A B A Q U S s t a n d a r d 进行计算，混凝土采用弹塑性损伤模型，钢筋和钢板采用双 折线弹塑性模型，钢筋、预埋件与混凝土单元之间的相互作用采用嵌入( e m b e d ) ， 套管与钢芯之间的相互作用采用接触( c o n t a c t ) 模拟； 其次，利用非线性有限元分析软件A B A Q U S 对
4、防屈曲支撑混凝土框架的有限 元模拟单元选择如下：框架梁柱及套筒采用六面体8 节点减缩积分单元( C 3 D 8 R ) ， 连接件及钢芯采用六面体8 节点非协调积分单元( C 3 D 8 I ) ，预埋件钢板采用平面 4 节点四边形有限薄膜应变线性减缩积分壳单元( S 4 R ) ，预埋件钢筋采用桁架 单元( T 3 D 2 ) ，钢筋采用表面单元( S F M 3 D 4 ) 进行模拟； 再次，对可能影响防屈曲支撑混凝土框架作用的因素进行了一定研究，本文 试图对试验中的构件进行单向加载以期获得与试验相吻合的骨架曲线，并进行了 反复低周加载，获得分析模型的滞回曲线。经过与试验情况对比，获得了与
5、试验 现象基本一致的应力分布图。经过分析荷载与位移之间的关系，研究了这些影响 防屈曲支撑结构消能减震和抗震性能的关键参数的变化规律，还对防屈曲支撑恢 复力模型的关键参数进行了分析研究并提供了建议和参考。 最后经对比验证，其计算结果与已有试验结果吻合较好，表明该模型能够比 较准确而有效地模拟防屈曲支撑混凝土框架的受力破坏全过程，为进一步研究防 屈曲支撑混凝土框架的性能提供了基础。总之，通过本文的研究，明确了防屈曲 支撑混凝土框架的破坏机理、耗能机制以及承载力等抗震性能的变化，为以后的 理论研究和工程应用提供了参考。 关键词：防屈曲支撑；防屈曲支撑混凝土框架；消能减震；非线性有限元分析 A B S
6、 T R A C T A BS T R A C T B u 粥i n g R e s t r 血e dB r a c e ( B R B ) a u san e wt ) ，p eo fe I l e 唧d i S S i p a t i o nb r a c e ， i tc a I ly i e l di I lb o t l lt e n s i o na 1 1 dc o m p r e s s i o nw i 也o u tb u c k l i l l g ，w 址c ho V e r C 0 m e sm e s h o r t c o m i l l g so f 打a d i
7、 t i o n a Jc o r n m o mb r a c e sb u c l 【l i n g ，b e c a u s e o fc o m p r e s s i o n w i t h o u tb u c U i n ga n dh a V i n gg o o dd i s s i p a t i o nc a p a c i t y ，B I mh a V eb e e l la p p l i e dt 0 p r o j e c t sw i d e l yi nJ a p a na n dU S A ，b u t i I lC 量l i n e s em a i l
8、 l l a I l d ，m es t u d ya n d e n 百n e e r i n ga p p l i c a t i o nw i mB I 出h a Sj u s ts t a r t e d C l l i n e s ea r e ai s 孕e a ta I l dg e o l o 百c c o n s t i t u t i o ni s C o m p l e x ，s o m a tm ea n t i c i p a t e d p r o s p e c to fB R Be n 酉n e 嘶n g 印p l i c a t i o ni sv a s t
9、a I l dl a 唱e A tp r e s 肌t ，m e 咖d yo fB R Bm o s t l yi sc e I l 仃a l i z e di nB R Bc o m p o n e n ta n d B R B - s t e e lF 姗ei no u rc o u l l t 叫a n da b r o a d T t l ee X p 舐m e n ts m d ya n df i n i t ee l 锄e n t a n a l y S i so fB I 出- c o n c r e t eF r 锄er e l a t i V e l yl a c k T 1
10、 1 ep 印e ri sc e n 仃a l i z e di ns t u d yo f B R B c o n c r e t eF r 锄eu s i n gi n 6 n i t ee l e I n e n tm e a n si nb a s eo fo u re x p e r i m e n ts 眦y T h ep a p e ri n c l u d e st l l a t a I l a l y s i s o fs t r u 咖r e1 0 a d b e 撕n gc 印a c i 坝s 骶s s s t I a i n p r o c e e d i n gi
11、I lm eF 础m e s ，i 衄e rf o r c ed i s t r i b u t i o na n dr e d i s t r i b u t i o n ，i m p r o V ei 姗e r s t 九l c t u r e ，o p t i m i z es n u c t u r ed e s i g n ；如r t h e rm o r e ，i ta l s os u p p l y sw i mm o d df o rm e f o l l o w i n gr e s e a r c h 锄di 1 1 1 1 e rs 打u c t u r e so p
12、t i m i z a t i o n ，c 0 I n p e n s a t i n gt h ee x p e r i m e n t a l s p e c i m e n sn o tb et o om a I l y s t r a i ng a u g ed e s t r o y e d i nm a n yp l a c e sa 工l da 1 1m a t i I l s t a n c e s T h ep a p e rm o s t l yd os o m ej o b sa Sb e l o w ：d os o m en o n l i n e a ri I l
13、f i I l i t ee 1 锄e n t 觚a l y s i so fn l r e eB I 也一c o n c r e t eF r 锄eS p e c i m e I l su s i I l gA B A Q U S ，a I l a l y s ef a i l u r e m e c h a m s m ，p r o V i d ed e s i 盟s u g g e s t i o n F i r s t ，u s i n gA B A Q U S C A Et om o d e la n du s i n gA B A Q U S s t a I l d a r dt
14、oc a l c u l a t e a n da I l a l y z e ，c o n c r e t ea d o p te l a S t i c p l a L s t i cd 锄a g em o d e l ，s t e e lb a r 觚l ds t e e lp l a t e a d o p td o u b l ef 0 1 dl i n e s ，T h ei I l t e r a c t i o nb 咖e e l ls t e e lb a re m b e d d e d ，s t e e lp i e c ea I l d C 0 n C r e t eu
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16、t o ft 1 1 ec o l 砌n sa 1 1 d b e 锄s u S eC 3 D 8 R ，e l 锄髓t o ft 1 1 ec o n n e c tp l a t e sa 1 1 dB R B c o r eu s eC 3 D 8 I ，e l e m e n to fm ep l a t ei n l e 锄b e d d e dp i e c eu s eS 4 R ，c e l l so f也es t e e lb a ri n 也e 锄b e d d e dp i e c eu S e T 3 D 2 ，e l e m e n to fm es t e e lb a ri I lm eF r a m eu s eS F M 3 D 4 ； 砸r d ，l l S i n gd i 脓e n t f a c t o r St oa 虢c tm es e i 觚cp 柏肌a 1 1 c eo fB R B c o n c r e t e F r 锄髂，l et e x tm o S t
