数值子结构方法中防屈曲支撑和混凝土构件精细化模拟方法研究
发布时间：2020-06-08 05:09
【摘要】：弹塑性数值子结构方法充分利用大型复杂结构局部非线性的特征,将大型复杂结构非线性问题分解为中等规模主结构的线弹性分析和局部构件隔离子结构的非线性分析,从而兼顾计算精度和效率且能进一步研究结构在地震损伤和破坏过程中局部损伤的力学机理和跨尺度演化机制。在弹塑性数值子结构理论方法中,建立精细化隔离子结构是非常重要的一部分。防屈曲支撑构件(BRB)具有良好的延性及耗能性能,正日益普及于高层抗震结构中。基于此,本文对防屈曲支撑构件(BRB)发展精细化子结构模拟方法,研究BRB数量、位置等对装配防屈曲支撑高层钢结构整体响应的影响,并通过与基于Newton-Rapshon(NR)迭代求解的传统有限元分析方法对比验证弹塑性数值子结构方法的精度和效率。另一方面,由于有限元法不易模拟混凝土细观的开裂行为等,导致基于有限元法的数值子结构方法无法精确模拟以混凝土材料为主的关键构件的局部损伤及演化路径。因此,本文采用宏观有限元-细观离散元耦合跨尺度分析方法对混凝土构件进行精细化模拟,并提出基于直接微分法对模型进行跨尺度响应敏感性分析。该方法是对跨尺度响应分析方法的一种补充,可进一步探讨细观参数对细观尺度响应和宏观尺度响应的影响。最后,本文基于有限元框架提出一种新型细观混凝土分析模型,考虑混凝土拉压、弯曲和剪切三者间的耦合关系,并在有限元开源软件OpenSees中编程实现。通过对混凝土试样进行数值模拟,从定性和定量两方面验证模型的可靠性和准确性。该模型为数值子结构方法中的混凝土构件精细化模拟提供新的分析工具。
【图文】：
逦Ｊ邋Ｖ—逡逑图２．１邋ＣＳ集成和调用方法及步骤示意图逡逑图２．１为ＣＳ集成、调用方法及步骤示意图，图中显示客户端（Ｃｌｉｅｎｔ）为Ｍａｔｌａｂ逡逑Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台，月艮务端（Ｓｅｒｖｅｒ）为ＯｐｅｎＳｅｅｓ平台。客户端和服务端之间利用Ｔｅｌ逡逑语法中己有的Ｓｏｃｋｅｔ相关命令建立通道并实现连接。首先需创建服务端，在服逡逑务端建立结构模型后驻留内存等待；期间收到客户端通过Ｓｏｃｋｅｔ通道传来的命逡逑令则运行该命令并将计算结果再次通过Ｓｏｃｋｅｔ通道返回客户端。另一方面客户逡逑端作为上层的控制算法通过Ｓｏｃｋｅｔ通道向服务端发送命令及接收结果。逡逑１４逡逑
２．２．２数值子结构方法的基本理论逡逑数值子结构方法将大规模动力非线性计算分解为主结构的线弹性分析和塑逡逑性构件、特殊构件等子结构的非线性分析，，如图２．２所示。主结构采用粗糙网格逡逑建模，而子结构采用精细网格。逡逑R葚涔辜义县驽澹拢遥掊义希咂├邋义希у危椋掊澹赍义习胛尴薮蟮鼗义舷叩裕矗航峁瑰畏窍咝裕颍峁瑰义贤迹玻彩底咏峁狗椒ㄊ疽馔煎义鲜底咏峁菇７椒ㄒ谰荼呓缌捅湫涡魈跫怪鹘峁褂胱咏峁构餐麇义嫌茫⑼ü茫蛹杉际踅惺的Ｄ狻Ｊ底咏峁狗椒ň咛寮扑懔鞒倘缤迹玻冲义纤尽ｅ义希保靛义
本文编号：2702588
【图文】：
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２．２．２数值子结构方法的基本理论逡逑数值子结构方法将大规模动力非线性计算分解为主结构的线弹性分析和塑逡逑性构件、特殊构件等子结构的非线性分析，，如图２．２所示。主结构采用粗糙网格逡逑建模，而子结构采用精细网格。逡逑R葚涔辜义县驽澹拢遥掊义希咂├邋义希у危椋掊澹赍义习胛尴薮蟮鼗义舷叩裕矗航峁瑰畏窍咝裕颍峁瑰义贤迹玻彩底咏峁狗椒ㄊ疽馔煎义鲜底咏峁菇７椒ㄒ谰荼呓缌捅湫涡魈跫怪鹘峁褂胱咏峁构餐麇义嫌茫⑼ü茫蛹杉际踅惺的Ｄ狻Ｊ底咏峁狗椒ň咛寮扑懔鞒倘缤迹玻冲义纤尽ｅ义希保靛义
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