罕遇地震下八度区异形柱框架结构抗震性能研究.pdf

《罕遇地震下八度区异形柱框架结构抗震性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、四川建筑科学研究第38卷第6期186SichuanBuildingScience2012年12月罕遇地震下八度区异形柱框架结构抗震性能研究管中彪，辛立民(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)摘要：异形柱框架结构在罕遇地震作用下的整体抗震性能研究还不够完善。采用有限元LS—DYNA软件对八度区异形柱框架结构分离式模型在罕遇地震下的抗震性能作仿真分析，研究了异形柱框架结构在强震下的裂缝开展趋势及损伤过程，证实了八度抗震设防烈度的适筋框架异形柱结构薄弱层是底层，规则框架异形柱的柱根和中柱在抗震设计中应采取适

2、当的构造措施。混凝土H—J·C本构模型结合Erosion算法能较好的模拟混凝土在罕遇地震下的压碎、崩裂效果。关键词：异形柱框架；／k度区；罕遇地震；损伤分析；裂缝开展中图分类号：TU375．4；TU317．1文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)06—186一o4的数值解。依参考构形本文选择更新Lagrange算法0引言求解，采用显式中心差分法进行时问积分，在0，异形柱框架结构是以L形、T形和十字形等异⋯⋯t时问步情况下，求解t+时间步的解。其有，形截面柱代替传统的矩形柱构成的一种新型住宅结限元格

3、式常微分方程为：“构体系，由于异形柱结构室内墙面平整美观，采用轻●MU(t)=厂(t)-f(t)+H(t)一CU(t)质墙体利于保温隔热，自重较轻被广泛用于住宅建式中刚度矩阵；筑¨。(，_—一位移列阵；目前国内外对于异形柱结构抗震性能的研究主厂“——外力向量列阵；要集中在单个构件层次，还没有适合异形柱结构空，——内力矢量矩阵，包括接触力；间非线性分析的通用程序和方法J，结构整体在罕沙漏阻力；遇地震作用下的抗震性能研究还不够完善，尤其在c-一阻尼矩阵。八度区抗震性能研究较少J，本文基于此现状，采LS—DYNA程序在

4、求解中使用应力修正、单元单用有限元LS-DYNA软件对八度区异形柱框架结构点高斯积分、沙漏控制等关键技术保证了计算的稳在罕遇地震下的抗震性能作仿真分析，采用单元失定性。文中用SOLID实体单元和BEAM单元分别效删除法模拟异形柱框架结构在罕遇地震下的累积模拟混凝土及加筋，采用共节点分离式建立有限元损伤及裂缝发展趋势，并通过变形和构件节点屈服模型，在异形柱框架模型基底输入E1Centro(1940情况检验其“大震不倒”性能。年，N—S分量)地震加速度时程荷载，并考虑阻尼，1罕遇地震的有限元实现实现了罕遇地震下框架异

5、形柱结构的损伤模拟。本文中混凝土材料模型选用MAT一111，即LS—DYNA程序最初称为DYNA程序，由J．0．MAT_JOHNSONHallquist博士于1976年在美国Lawrencelivermore—HOLMQUIST—CONCRETE。H—J—C模型的强度以等效应力描述：NationalLaboratory(美国三大国防实验室之一)主持=[A(1一D)+P][1+Cln]开发完成，主要用于求解三维结构的大变形动力响损伤因子D由等效塑性应变和塑性体积应变应，是世界上著名的军民两用的通用显式动力有限累积得

6、到：元分析程序。n—垒兰2±垒PLS—DYNA考虑惯性等时间效应的动力学问题厶D(P+T)D2l采用增量方法，离散时间变量以求解离散时问点上上两式中=——等效应力；P=——单元内静压；收稿日期：2011-06-23=s’／0．——应变率；作者简介：管中彪(1985一)，男，安徽六安人，硕士研究生，研究方向：异形柱结构抗震性能。△。——等效塑性应变增量；E—mail：guanzhongbiao@163．corn△。——等效体积应变增量；2012No．6管中彪，等：罕遇地震下八度区异形柱框架结构抗震性能研究187T=

7、——材料最大拉伸强度。式中17"——初始屈服应力；‘其中，为等效应力；≤SF，SF为混凝土所——应变率；能承受的最大强度；D。(P+)D2≥EFi，EFic、P——Cowpe卜Symonds应变率参数；为混凝土的最小断裂应变；、B、C、N、SF为混凝——有效塑性应变；F土的强度参数；D、D、EFi为混凝土的损伤参数；——塑性硬化模量，E=。K3、PBh、P。k。hl。。k根据文献[6-9]可得一Dtan。、、H—J—C模型各参数(表1)。为了实现混凝土的损伤断裂模拟，在计算时引入Erosion算法lo]。Eros

8、ion算法使用时对一种材料计算模型中钢筋材料模型选用MAT一3，即MATPLASTIC模型可以确定多种破坏标准，主要有应力标准、应变—KINEMATIC，模型各参数见表2。应_变率用Cowper—Symonds模型来考虑，屈服应力与应标准等，在分析时单元应力或应变达到Erosion算法变率相关，屈服应力为：中确定的标准值，则相应单元实效，从模型中删除，本文采用混凝土受拉破