论文部分内容阅读
我国目前的建筑结构主要为钢筋混凝土框架结构,难免遭遇地震,而地震作用下建筑物的严重破坏甚至倒塌会导致人民生命财产安全的巨大损失,因此有必要深入研究钢筋混凝土框架结构的倒塌发展过程并探索其原因。本文基于ABAQUS平台编程实现材料本构模型的二次开发,并调用所写程序模拟钢筋混凝土框架结构的倒塌,分析结构倒塌机理,提出合理的研究思路和分析方法。 本研究主要内容包括:⑴基于ABAQUS显式分析模块,编写了可以考虑材料的应变率效应及累积损伤导致的退化效应的材料子程序,该程序可用于倒塌分析,对比动、静态加载模式下钢筋混凝土柱的滞回性能试验数据和模拟数据,可以验证所开发程序的准确性。⑵纤维梁单元建立平面框架有限元模型,模拟清华大学完成的三层三跨拟静力倒塌试验。模拟结果与清华大学公布的试验数据基本一致,说明基于纤维梁的有限元模型可以很好地模拟钢筋混凝土框架结构的非线性反应,同时也证明所开发的材料子程序能够很好地模拟钢筋混凝土框架结构体系的捏缩及退化特性。⑶运用pushover能力谱法分析某六层钢筋混凝土框架结构,对比不同加载模式下的结构响应,并分别确定结构的目标性能点,对该结构的性能做出评价,并研究了薄弱层配筋对结构性能的影响。结果表明,惯性力分布模式不同,分析结果有明显的差异。增加结构薄弱层配筋后,结构顶点位移减小,最大层间位移角减小,说明适当地提高薄弱层配筋,有助于结构抗震。⑷对某六层钢筋混凝土框架结构进行增量动力时程分析,研究了多维地震输入下某六层框架结构的倒塌过程,对结构动力响应进行分析。结果表明:应变率效应使结构承载力有一定的提高,但同时退化效应更加显著,因此地震作用下的结构分析应予以考虑率效应及退化效应;通过定义构件损伤和层损伤,监测结构的损伤,确定结构构件破坏顺序,并揭示结构的倒塌机理,对抗倒塌分析提供一定参考。