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结构倒塌模拟技术以及抗连续倒塌措施研究正日益成为土木工程结构研究的重点,研究方向主要集中于结构在地震作用下的抗倒塌研究以及受极限荷载或施工因素而造成的倒塌两个方面,传统的实验方法和理论研究方法对于结构倒塌的研究由于成本高且耗时耗力而变得举步维艰,借助于数值方法的结构连续倒塌研究正成为主要手段,通过数值方法对其进行研究是本文的重点。
研究借助于开源有限元软件OpenSEES,重点应用非线性纤维梁单元,并通过自主开发前处理及后处理相关程序,对建筑物及桥梁结构进行了倒塌模拟与抗连续倒塌相关措施进行了探索。研究的主要工作有以下三个方面:
(1)建立按照我国规范设计的钢筋混凝土框架结构有限元模型,进行建筑物在地震作用下倒塌模拟与抗倒塌措施研究;
(2)OpenSEES验证性研究及适用于桥梁结构的前后处理程序开发;
(3)建立南门关大桥模型,研究其受不同影响因素作用的倒塌模拟与相关性研究。
研究表明,OpenSEES程序能够较为准确地进行结构倒塌模拟及抗连续倒塌措施研究,同时研究了影响结构连续倒塌的相关因素,有助于避免结构倒塌事故的发生,且为课题组进一步深入研究做了基础性的开发和验证性工作。