基于marc的钢筋混凝土框-撑结构动力时程分析

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1、自a：——单位代日j幽51学号：唑竺型!竺仑肥工学大警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTERDISSERTATIoN②论文题目：基于MARC的钢筋混凝土框撑结构动力时程分析学位类别：——学历硕士学科专业：工程领域)堕塑兰垦作者姓名导师姓名完成时间吴进吴春萍高级工程师2007年5月基于MARC的钢筋混凝土框。撑结构动力时程分析摘要本文根据动力时程分析方法和非线性有限元分析，运用美国MSC公司的MsC．Marc软件研究了钢筋混凝土框．撑结构的动力反应。本文利用MSC．Mare软件分别对两种结构(框架结构和框撑结构)进行了数值模拟分析，

2、加以比较。主要研究了钢筋混凝土框．撑结构的位移、速度、加速度、内力、振型等地震反应能力。利用Mare软件具有研究非线性问题有先天的优势，并且在建模过程中考虑到耦合的作用，克服了以往一些工程设计软件在此方面的不足。由于在Mare建模的过程中，建立了4000多个单元，使得本次对两种结构的研究更加精确，并且能对结构的任何一点的各项性能参数都可得到较为准确的结果。研究表明，钢筋混凝土框．撑结构动力特性的某些方面明显优于框架结构，由于斜撑的破坏过程消耗了地震能量，最大限度的减轻了地震灾害。在结构设计中工程师可以考虑适当的使用此类的结构。关键词：框一撑结构，框架结构，有限元，动力时

3、程AnalysisofR．C．Frame—BraceStructureformotive-forcetime-historyinMARCAbstractThearticleusesMSC．Maretoanalyzemotive-forcebythemethodoftime—historyandnonlinearfiniteelement．ThearticlecomparesbehaviorsOfR．Cflame．bracedstructurewithbehaviorsofnormalframestructureandresearchestheearthquakeresp

4、onsesuchasdisplacement，Velocity,Acceleration，internalforceofR．Cframe·bracedstructure．Itcauovercomeshortageofotherengineeringdesignsoftwarebyusingthesuperiorinnonlinearissueandcouplinginmodeling．Forthereasonofmodelingmorethan4000elements，itmakethereseachresultsbecomemoreaccurate，what’flmo

5、re，itcangettheaccurateresultsofanynodeinstructure．Theresearchmakesclearthatthemotive．forcecharacteristicofR．Cflame-bracedstructureovermatchthenormalframestructure．Whenbracesyield，theyconsumemuchseimicenergyandreduceearthquakedamagesingreatdegree．Engineercanusesuchstructureinsuitabletime．

6、Keywords：R．Cframe·bracedstructure，normalframestructure，finiteelement，motive—，forcetime·-history插图清单2．1杆单元示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．2受自重杆单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．3不同数目单元得到的应力和位移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．4非线性求解流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．5Newton．Raphson迭代方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．6修正的Newton—Raphson迭代方

7、法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．7迭代过程中残差与位移的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯102-8单元的连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯122-9积分点位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132-10单元的退化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132—11单轴拉伸试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l52．122D杆单元的转动变形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．132D杆系的几何非线性响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯162．14变形前后微元体面力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯