基于抽柱法的空间钢框架抗连续倒塌分析及程序开发

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结构的连续倒塌因其在全世界范围内造成的惨重的人员伤亡、恶劣的社会影响和巨大的经济损失,而逐渐成为国内外学者关注的热点问题,对这一问题进行研究分析有着重要的现实意义。钢结构,由于自重轻、强度高、延性好、跨越能力强等优点,在国内外工程上的应用逐渐广泛,如何防止钢结构的连续倒塌已经成为土木工程界所面临的一个重要课题。国内外的研究者们对此已提出了很多相关的分析方法和抗倒塌的设计建议,目前已有多部相关的规程出版。   常用来分析结构的连续倒塌的商业化软件,如SAP2000、ANSYS/LS-DYNA、ABAQUS/Explicit等,均存在一些不足,对一些细节处理不够方便与合适。本文提出了一些关键问题的解决方案,选取了合适的计算参数,引入带断裂的多种分段式的柔度法梁单元,给出了基于抽柱法的钢框架连续倒塌的动力计算过程,并编制了基于OpenSees计算平台的钢框架连续倒塌过程通用模拟OOM软件程序。基于C++程序语言、OpenGL三维视图库与MFC软件框架库,OOM软件给用户提供了结构连续倒塌的相关设定选项及前后处理。通过编制的软件,实现了结构连续倒塌过程tcl命令流的自动生成计算、动力时程分析、计算结果及图像动画的输出,并在通用化上给出了相应的处理手法。论文还通过与平面钢框架动力试验的对比进行了验证,借助于平面和空间钢框架的两个实例计算,模拟了整个结构发生连续倒塌的过程,并对照相应的工况结果,对设计给出了评价。
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