基于多尺度模型的钢节点抗震性能分析-论文.pdf

《基于多尺度模型的钢节点抗震性能分析-论文.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、第30卷第2期结构工程师Vo1．30．No．22014年4月StructuralEngineersApr．2014基于多尺度模型的钢节点抗震性能分析来少平吴晓涵(同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092)摘要采用通用有限元软件ABAQUS通过有限元微观模型与宏观模型之间的界面连接方法分析研究，在验证不同尺度模型间的变形协调连接方法的可行性基础上，对一个复杂高层建筑结构植入钢节点微观模型进行弹塑性动力时程分析，多尺度模型和宏观模型计算结果的对比分析表明，多尺度节点对相邻节点位移的影响较小，对相邻杆件内力存在一定影响。多尺度计算能够在并不显著增加计算时间

2、的情况下，更为详细地反映复杂受力构件在整体结构中的抗震工作机理。关键词多尺度计算，界面连接，弹塑性时程分析，抗震性能SeismicBehaviorAnalysisofSteelJointConnectionsbytheMulti．scaleCalculationMethodLAIShaopingWUXiaohan(ResearchInstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China)AbstractAmethodologyofcon

3、nectingmicroscopicfiniteelementmodeltomacromodelisproposedinageneralfiniteelementsoftwareABAQUS．Thismethodologymeetsthedeformationcompatibilitybetweendifferent—scalemodels，whichisverifiedbyanexample．Amulti-scalemodelofasteeljointconnectionisusedinanelasto—plastictimehistoryanalysi

4、sofacomplexhigh—risebuilding．Theresultsshowthatthemulti—scalecalculationofthejointconnectiononlyhasalittleeffectontheadjacentcomponentsexceptfortheinternalforce．Itcansimulatetheboundaryconditionsofcomponentsundercomplexloadsandseismicexcitationswithoutmoretimeconsumption．Keywordsm

5、ulti—scalecalculation，interfaceconnection，elasto—plastictimehistoryanalysis，seismicbehavior却难以反映结构破坏的微观机理；而基于壳体或1引言实体单元的微观分析，虽然可以较好把握结构的微观破坏过程，但考虑到计算能力的限制与实际随着高层建筑高度的不断增加，结构体型和结边界条件的复杂程度，在目前的条件下无法应用构体系的不断变化，结构工程师对整个结构的分析于大型复杂的整体建筑结构⋯。需要更加的精细与全面。因此精细化分析已经成本文采用的多尺度计算是基于尺度分离思想为了今后结构数

6、值分析发展的一个趋势，但目前的的方法，即根据结构或构件的复杂程度和破坏过计算机处理能力却使得这一趋势的发展遇到了瓶程中的非线性程度，选择适当尺度的分析模型，通颈，而多尺度正是在精细化分析要求与计算机处理过界面耦合方程将不同尺度的模型进行连接，从而能力两者权衡下的一种新型简化计算方法。使得不同尺度的模型能够协同计算，这不仅能够较目前大型复杂结构的计算分析一般都采用杆好地反映结构的整体性能，而且还能对局部构件和系单元、墙单元等宏观单元，而对于复杂构件、节节点的受力特性与破坏过程有更加直观的反映。点的分析则单独采用壳体或实体单元进行模拟。清华大学石永久等已经对A

7、BAQUS中的多尺度界对于宏观模型而言，虽然具有计算量小的优点但面连接方法进行了理论分析与国内外试验数据的收稿日期：2013—05-06联系作者。Email：laishaoping@qq．eom·抗震与抗风··63·结构工程师第30卷第2期对比，验证了该种连接方式的合理性与科学性J。始弹模的1％。建立的4个有限元模型如图1所本文将在此基础上把该种多尺度界面连接方示，模型中的梁单元采用B32，壳单元采用S4R。式应用于某复杂高层建筑结构的弹塑性动力时程模型采用三种不同方式进行加载3J：①柱顶分析中，以进一步验证连接方法的合理性和在实水平位移控制的单向加载，最

8、大位移50mm；②柱际工程中的可应用性。顶水平位移控制的反复加载，