防屈曲支撐混凝土框架抗震性能非線性有限元分析.pdf

1、防屈曲支撐作為一種新型耗能支撐，受拉與受壓狀態(tài)下均可屈服，既克服了傳統(tǒng)普通支撐受壓屈曲的缺點(diǎn)，又具備良好的消能減震性能，在日本、美國工程應(yīng)用日益廣泛，而在我國的研究與工程應(yīng)用剛剛起步。我國國土遼闊，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，防屈曲支撐的工程應(yīng)用前景十分廣闊。
　　 目前，國內(nèi)外的防屈曲支撐研究主要是集中在防屈曲支撐構(gòu)件及防屈曲支撐鋼框架方面。對防屈曲支撐混凝土框架的試驗(yàn)和分析國內(nèi)外暫時(shí)相對缺乏。本文針對課題組已有防屈曲支撐構(gòu)件及防屈曲支撐混

2、凝土框架試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行非線性有限元分析，論文包括分析防屈曲支撐混凝土框架結(jié)構(gòu)承載能力、內(nèi)部受力過程、內(nèi)力分配及重分配規(guī)律、改進(jìn)內(nèi)部配置、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還可為進(jìn)一步研發(fā)、改進(jìn)內(nèi)部構(gòu)造提供模型基礎(chǔ)等，以彌補(bǔ)試驗(yàn)試件不能過多、試驗(yàn)中應(yīng)變片多處被損壞等諸多不理想的情況。
　　 本文主要進(jìn)行了以下工作：運(yùn)用ABAQUS對三個(gè)試件進(jìn)行了非線性有限元分析，分析破壞形態(tài)，提出設(shè)計(jì)建議。首先，采用ABAQUS/CAE進(jìn)行前期建模，運(yùn)用ABAQUS

3、/standard進(jìn)行計(jì)算，混凝土采用彈塑性損傷模型，鋼筋和鋼板采用雙折線彈塑性模型，鋼筋、預(yù)埋件與混凝土單元之間的相互作用采用嵌入（embed），套管與鋼芯之間的相互作用采用接觸（contact）模擬；
　　 其次，利用非線性有限元分析軟件ABAQUS對防屈曲支撐混凝土框架的有限元模擬單元選擇如下：框架梁柱及套筒采用六面體8節(jié)點(diǎn)減縮積分單元（C3D8R），連接件及鋼芯采用六面體8節(jié)點(diǎn)非協(xié)調(diào)積分單元（C3D8I），預(yù)埋件鋼板采用

4、平面4節(jié)點(diǎn)四邊形有限薄膜應(yīng)變線性減縮積分殼單元（S4R），預(yù)埋件鋼筋采用桁架單元（T3D2），鋼筋采用表面單元（SFM3D4）進(jìn)行模擬；
　　 再次，對可能影響防屈曲支撐混凝土框架作用的因素進(jìn)行了一定研究，本文試圖對試驗(yàn)中的構(gòu)件進(jìn)行單向加載以期獲得與試驗(yàn)相吻合的骨架曲線，并進(jìn)行了反復(fù)低周加載，獲得分析模型的滯回曲線。經(jīng)過與試驗(yàn)情況對比，獲得了與試驗(yàn)現(xiàn)象基本一致的應(yīng)力分布圖。經(jīng)過分析荷載與位移之間的關(guān)系，研究了這些影響防屈曲支撐結(jié)