ABAQUS在超高层建筑结构应力损伤分析中的应用研究

发布时间：2017-05-13 03:00

  本文关键词：ABAQUS在超高层建筑结构应力损伤分析中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了更加精准的发现建筑结构的薄弱部分,高效、准确的评估罕遇地震作用下建筑结构的抗震性能,论文从工程实例的整体模型出发,利用数值模拟计算平台ABAQUS探讨了在地震作用下超高层建筑结构应力损伤情况的应用研究。论文建立在理论研究的基础上,通过使用有限元分析软件ABAQUS,结合合肥某较为复杂的超高层建筑,进行了罕遇地震情况下的结构动力弹塑性时程分析。对其在大震地震波作用下各层楼板及整体框架的应力损伤情况进行了详细的探究,并对计算结果进行了分析比较,验证了该工程的结构体系以及结构构件布置基本上是合理的。损伤分析结果表明：对于楼板有凹进、平面不规则、带有转换的高层剪力墙结构,地震水平作用力主要是通过墙体自身传递,楼板在传递水平地震作用力方面所起的作用不大,楼板出现较为严重损坏的原因主要是由于自身变形过大。对于此类超限建筑结构,通过合理的布置墙体位置,并对结构的关键部位采取有针对性的抗震加强措施,即能够满足“大震不倒”的要求。论文研究表明使用数值模拟地震作用,进行抗震设计是可行的。在罕遇地震作用下,弹塑性时程分析是一种可靠而有效的方法,能够保证超高层建筑结构实现抗震设防目标。除了常规的结构响应,ABAQUS有限元软件还可以分析地震荷载作用,实时提供震害分布情况和结构损害进化的信息,地震作用下建筑结构的薄弱部位和进入塑性阶段的步骤也可以准确的呈现,为结构优化提供了关键的信息,具有重要的意义。验证了在评估罕遇地震作用下建筑结构的抗震性能时运用弹塑性时程分析是较为有效的。这也证明了大型通用有限元分析软件在现代高层建筑结构设计中起着非常重要的作用,为指导抗震设计方法提供了依据。
【关键词】：数值模拟 ABAQUS 应力损伤 时程分析
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 前言13-17
• 1.1 问题的提出13
• 1.2 国内外研究进展13-15
• 1.2.1 有限单元法在土木工程领域中的应用13-14
• 1.2.2 理论研究与数值模拟14-15
• 1.3 本文研究目的和主要内容15-17
• 2 通用有限元分析软件ABAQUS简介17-23
• 2.1 数值模拟计算平台ABAQUS简介17
• 2.2 ABAQUS基本分析过程17-18
• 2.3 ABAQUS的子模型技术18-23
• 2.3.1 ABAQUS子模型简介18
• 2.3.2 子模型技术的基本原理18-20
• 2.3.3 子模型法分析流程测试及确定20-23
• 3 地震动时程的选择方法及应用23-27
• 3.1 弹塑性时程分析发展现状23-24
• 3.2 弹塑性分析方法简述24-25
• 3.3 地震动时程的选择方法25-26
• 3.4 基于理论计算的弹塑性时程分析26-27
• 4 罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析27-47
• 4.1 地震波的选取27-29
• 4.2 计算方法29-30
• 4.2.1 计算方法的选择29
• 4.2.3 本工程在罕遇地震作用下的性能目标29-30
• 4.3 计算模型30-31
• 4.4 计算参数31-40
• 4.4.1 本构关系31-33
• 4.4.2 计算假定33
• 4.4.3 计算单元33-35
• 4.4.4 地震波的选取35-38
• 4.4.5 模型准确性的判别38-39
• 4.4.6 结构安全评估方法39-40
• 4.4.7 动力弹塑性方案40
• 4.5 工程实例40-47
• 4.5.1 地震作用41-42
• 4.5.2 场地工程地质条件概述42-43
• 4.5.3 塔楼地基基础设计43-44
• 4.5.4 结构的超限类型44
• 4.5.5 结构体系和主要构件44-47
• 5 ABAQUS在工程中模拟地震损伤分析中的应用47-93
• 5.1 场地波分析结果47-60
• 5.2 天然波1分析结果60-73
• 5.3 天然波2分析结果73-85
• 5.4 底层地震剪力85-89
• 5.5 最大位移角89-90
• 5.6 弹塑性分析小结90-93
• 6 结论93-95
• 1 主要结论93
• 2 展望93-95
• 参考文献95-99
• 致谢99-100
• 作者简介100

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