基于离散单元法的钢筋混凝土框架结构地震倒塌仿真分析

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:chenfj01
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基于离散单元基本方法,建立了适用于地震作用下钢筋混凝土框架结构平面倒塌反应分析的二维分析模型:即采用梁、柱离散体系,将结构离散为梁单元和柱单元;在单元之间设组合弹簧,引入轴向弹簧、受剪弹簧、受弯弹簧的线弹性力和位移的关系,用于考虑单元的拉压、剪切、弯曲变形;采用了同步动态松弛方法对离散单元分析模型在地震作用下进行数值求解,在求解过程中着重考虑了单元之间的碰撞问题,运用了适用于矩形单元的碰撞检测方法,提高了计算的效率和时间;采用了两种碰撞计算方法相结合的方式针对不同的碰撞方式分别进行计算,达到了逼真显示结构构件倒塌过程中相互碰撞的现象;地震倒塌分析程序SCFS的编写过程中,本文提出了用链表来表示单元连接情况的方法,该方法很好地利用了链表结构的增加、删除结点的方便性,使链表中结点的删除和一组弹簧退出工作相对应,从而十分有效而且形象地在SCFS程序中实现弹簧发生破坏退出工作的功能;SCFS程序包括建模、计算、动画演示三大部分,是一款能比较有效地进行地震作用下平面框架结构的倒塌仿真分析的程序。本文的最后运用倒塌仿真分析程序SCFS对两个实例做了分析计算,并对结构倒塌的全过程进行了动画演示,从动画演示的结果来看,SCFS程序能够对框架结构的倒塌进行逼真的演示。倒塌仿真分析程序SCFS可以作为结构设计或已有结构安全性评估的辅助分析工具。
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