考虑SSI效应的钢筋混凝土框架结构地震倒塌破坏仿真分析

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nuclear01
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框架结构是实际应用最为广泛的结构形式之一,一般都是假定刚性地基来研究其结构倒塌破坏,很少考虑到土-结构相互作用的影响,但是由于问题的复杂性,当前工程界和学术界在这方面的研究还十分的欠缺。因此本文开展对土-结构相互作用,进行钢筋混凝土框架结构倒塌破坏分析和研究具有一定的理论价值和工程意义。本文简要总结了土体和上部结构的动力本构关系、土-结构相互作用的理论基础和仿真分析方法,在研究结构破坏时基于中心差分时间积分的显示算法有其很大的优越性,继而将其应用到软件中,利用LS-DYNA软件分别将土体模型、刚性地面模型和钢筋混凝土模型应用到考虑土-结构相互作用的框架结构地震倒塌分析的三维实体模型建模中,根据抗震规范选取八度区罕遇阪神地震波,为合理的研究考虑土-结构相互作用对框架结构倒塌破坏的影响,通过定义无反射边界来处理土体的边界问题,单元失效通过定义失效准则来控制,定义合理的面-面接触方式及选取相应的参数来模拟结构构件的运动情况。本文从六个工况来描述考虑土-结构相互作用对上部框架结构倒塌破坏的影响,采取合理的后处理技术,通过图形和动画等多种方式输出仿真分析结果,分析结果表明:通过本文编制的命令对考虑土-结构相互作用和不考虑土-结构相互作用的框架结构进行破坏和倒塌的分析精度还是比较高的,通过合理的选取不同场地条件下的五层和十层框架结构实体模型,地震波的输入和单元失效准则的定义,可以很好的模拟不同场地条件下框架结构从弹性阶段到弹塑性阶段,到最后结构倒塌的全过程,通过不同场地条件下框架结构倒塌破坏过程的对比分析,可以得到考虑土-结构相互作用对上部框架结构倒塌破坏的影响因素,尤其在层数越高的情况下。本文利用ANSYS/LS-DYNA软件所得到的仿真分析结果能够较为真实的反映框架结构地震倒塌破坏的实际状态,为揭示框架结构倒塌破坏机理、提高结构抗震性能以及实际结构设计提供依据,用来指导结构抗震设防。
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