古建筑木结构多尺度建模方法及抗震性能分析

发布时间：2017-09-13 17:06

  本文关键词：古建筑木结构多尺度建模方法及抗震性能分析

  更多相关文章： 古代木结构 抗震性能 榫卯节点 多尺度模型 有限元分析 界面连接

【摘要】：在保证计算精度前提下,为降低抗震性能计算的有限元分析费用,采用通用有限元软件ANSYS建立了古代木结构非线性有限元模型。深入探讨了利用多尺度建模方法解决古代木结构抗震计算问题。为实现宏观结构模型和局部微观模型界面的变形协调,采用了多点约束法,将榫卯节点域作为关键区域用实体单元进行精细尺度建模,对梁柱构件非关键区域则采用梁单元进行建模。基于木框架和直榫节点拟静力试验数据,对比了多尺度模型和实体单元模型在破坏模态和滞回曲线的异同点,验证了该界面连接方法的有效性。基于多尺度建模方法,选取某在役期内的古代木结构边跨框架进行弹塑性动力时程分析,并比较了实体单元模型和多尺度模型的地震响应及计算效率。结果表明:多尺度有限元模型能很好地模拟古代木结构的边界条件以及整体结构的动力响应,同时还可大幅提高计算效率,能够在计算精度和计算效率之间寻找到一个平衡点,为古代木结构抗震分析提供有力的技术支持。
【作者单位】： 福州大学土木工程学院;中国科学院非线性力学国家重点实验室;
【关键词】： 古代木结构 抗震性能 榫卯节点 多尺度模型 有限元分析 界面连接
【基金】：国家自然科学基金项目(51278127) 非线性力学国家重点实验室开放基金
【分类号】：TU366.2;TU352.11
【正文快照】： 0引言古代木结构其优越的抗震性能重新得到学者的关注和研究。目前古代木结构的仿真分析通常采用实体单元[1-2]和杆系单元[3]来进行建模。杆系单元模型有着以下缺点:1)以通用有限元软件ANSYS12.0版本为例,在无二次开发的情况下杆系单元如常用的BEAM 18x单元无法输入软件自带的

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