考虑应变率效应的结构抗震分析方法研究
本文选题:pushover分析方法 切入点:非线性时程分析 出处:《大连理工大学》2013年博士论文
【摘要】:土木工程中应用的材料都有一定的率敏感性,对结构进行抗震分析时有必要考虑材料的应变率效应。然而,目前缺乏在抗震分析中考虑材料应变率效应的方法。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对连续性倒塌分析方法、应变率对钢筋混凝土(RC)框架结构和输电塔-线体系非线性响应的影响、pushover分析中考虑应变率效应的方法、非线性时程分析中考虑应变率效应的方法、应变率对RC框架结构和输电塔-线体系连续性倒塌的影响这些方面进行了研究。主要研究内容如下: (1)提出了在连续性倒塌分析中单元丧失承载能力后仍考虑其质量的方法。基于《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),分别采用提出的方法和“生死单元”方法,编制了大型有限元软件ABAQUS的子程序。通过对RC柱的静态和动态加载试验进行数值模拟,对开发的子程序进行了验证。 (2)通过对某四层RC框架结构进行增量动力时程分析,研究了材料的应变率效应对结构最大顶点位移、最大基底剪力、最大层间位移和能力曲线的影响。通过对某输电塔-线体系进行增量动力时程分析,研究了材料的应变率效应对输电塔和导(地)线响应的影响。 (3)基于结构动力学基本原理,提出了在pushover分析中考虑应变率效应的方法。将pushover分析过程看作一个1/4循环,1/4循环的时间取结构等效线性单自由度体系周期的1/4,提出了两种考虑应变率效应的方法。通过对两个模型进行pushover分析和增量动力时程分析,验证了提出方法的有效性。 (4)提出了一种在结构非线性时程分析中考虑应变率效应的简化、实用方法。采用该方法时,需要对结构进行两次非线性时程分析。通过第一次的分析可以估算结构不同位置的应变率水平,然后对计算模型修改,最后对其进行第二次分析。通过对三个简易结构进行数值模拟,验证了提出方法的可靠性。 (5)采用开发的子程序,对某RC框架结构和输电塔-线体系进行了连续性倒塌分析,研究了材料的应变率效应对结构抗倒塌能力和连续性倒塌过程的影响。
[Abstract]:The application in the civil engineering materials have a certain rate sensitivity, the seismic analysis of the structure when it is necessary to consider the effect of strain rate. However, the current lack of a method considering the strain rate effect of the material in seismic analysis. This paper uses the combined method of theoretical analysis and numerical simulation, the collapse analysis methods for continuous strain. The rate of reinforced concrete (RC) frame structure and the influence of transmission tower line system's nonlinear response method, considering strain rate effect in Pushover analysis method considering strain rate effect in nonlinear time history analysis, the influence of RC frame structure and transmission tower line system of progressive collapse were studied by strain rate the main research contents are as follows:
(1) proposed in the progressive collapse analysis methods on the quality of the unit loss is still considering bearing capacity. The concrete structure design code based on < > (GB50010-2010), using the proposed method and death element method respectively, the finite element software ABAQUS sub program. Through the numerical simulation of static and dynamic loading test on the RC column, on the development of the subroutine is verified.
(2) the incremental dynamic of a four layer RC framework structure time history analysis, to study the effects of strain rate on the structure of maximum displacement, maximum base shear, impact the maximum drift and ability curve. Through the increment of a power transmission tower line system time history analysis of materials the effect of strain rate on the transmission tower and guide (to) the influence line of response.
(3) the basic principle of structural dynamics based on the proposed method considering strain rate effect in Pushover analysis. The pushover analysis process as a 1/4 cycle, 1/4 cycle time structure of equivalent linear single degree of freedom system cycle 1/4, puts forward two methods of strain rate effect considered. Through pushover analysis for the two model and incremental dynamic time history analysis, verified the effectiveness of the proposed method.
(4) presents an analysis on the structure of nonlinear time history is considered in the simplification, the strain rate effect and practical method. Using this method, the need for two nonlinear time history analysis of the structure. Through the analysis of the first time we can estimate the strain rate level structure in different positions, and then modify the calculation model, at last time second analysis on it. Through the numerical simulation of the three simple structure, verified the reliability of the proposed method.
(5) the development of a subroutine, RC frame structure and transmission tower line system for the analysis of the collapse of continuity, to study the effect of strain rate on the structural collapse resistance and progressive collapse process.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU352.11
【参考文献】
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,本文编号:1689918
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