基于拟力法的钢支撑非线性滞回行为模拟
本文关键词：基于拟力法的钢支撑非线性滞回行为模拟 出处：《工程力学》2017年10期 论文类型：期刊论文
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【摘要】：钢支撑在轴力作用下会同时发生材料非线性和几何非线性,复杂的力与变形关系是数值模拟过程中的重点与难点。该文基于拟力法的基本理论,提出了支撑非线性滞回行为的计算模型,通过塑性转动铰来模拟由屈曲行为引起的塑性弯曲变形;通过滑动铰来模拟由拉伸屈服和增长效应产生的轴向塑性伸长行为,模型中计及了弹性弯曲变形本身的几何非线性行为。该模型物理意义简单、力学行为明确,在模拟支撑非线性滞回行为的过程中保持初始刚度不变,塑性铰的变形可直观地衡量支撑的屈曲程度。数值模拟与试验结果对比验证了该方法的精确性与适用性。将该模型应用于某钢框架-支撑结构地震反应分析中,计算结果表明:该方法可以模拟支撑在复杂荷载作用下的非线性行为,具备拟力法所特有的精确、高效及稳定等优点。
[Abstract]:The material nonlinearity and geometric nonlinearity occur simultaneously in steel braces under axial force. The complex relationship between force and deformation is the key and difficult point in numerical simulation. This paper is based on the basic theory of pseudo force method. A calculation model of nonlinear hysteretic behavior of braces is proposed. Plastic bending deformation caused by buckling behavior is simulated by plastic rotary hinge. The axial plastic elongation behavior caused by tensile yield and growth effect is simulated by sliding hinge. The geometric nonlinear behavior of elastic bending deformation itself is taken into account in the model. The physical meaning of the model is simple and the mechanical behavior is clear. In the process of simulating the nonlinear hysteretic behavior of braces, the initial stiffness remains unchanged. The deformation of plastic hinge can directly measure the buckling degree of braces. The accuracy and applicability of the method are verified by comparing the numerical simulation and experimental results. The model is applied to the seismic response analysis of a steel frame-braced structure. The results show that this method can simulate the nonlinear behavior of braces under complex loads, and has the advantages of accuracy, efficiency and stability of the pseudo-force method.
【作者单位】： 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室;沈阳建筑大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(51422802) 新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-13-0074)
【分类号】：TU391
【正文快照】： 钢框架-支撑结构作为一种典型的抗侧力体系,具有较高的抗侧刚度和强度,被广泛应用于建筑结构中。由于钢支撑的滞回特性对结构整体抗震性能有较大的影响,历次震害调查表明[1 3]:钢框架-支撑结构的破坏主要集中在支撑本身及支撑与框架的连接节点处,因此如何精确地模拟支撑的非
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