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结构三维弹塑性分析方法及其 在建筑物震害研究中的应用 李康宁 ） 洪亮 “） 叶献国 ） ［提要］ 介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型， 包括梁、 柱、 墙单元、 拉压杆单元、 弹簧单元和阻尼单元， 可建立各种结构计算模型 （质点系模型、 平面或空间框 架模型） 。对柱和墙单元等压弯杆件， 采用了 “多弹簧模型” 和 “纤维模型” 来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之 间的耦合作用， 能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性， 从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。 为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系， 作者开发和引进了多种材料恢复力模型， 这些恢复力 模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型， 作者 开发了结构三维弹塑性分析计算机程序， 用于分析遭受地震作用的建筑物， 其结果与实际的地震破坏吻合较 好， 能够说明结构的破坏机制。 ［关键词］ 非线性时程分析地震反应杆系模型恢复力模型多弹簧模型 - -2*。在做动力反应计算之前， 先计算了结构自重和使用荷载引起的杆件内力， 将其 影响考虑进去。在逐步积分过程中， 当刚度变化引起 结构节点上的不平衡力超过结构总重量的 9;时， 执 行迭代过程以消除过大的不平衡力。较小的不平衡力 则在下一个积分时间间隔中用附加外荷载加以平衡。 ’ 计算结果以及同震害的比较 图 * 是计算的顶层位移反应时程图。在沿建筑物 的长边方向， 各建筑物的 个分区基本上有相似的反 应结果。然而， 在短边方向， 建筑物的两端部的变形反 应远比中间分区大。各分区的扭转变形反应比较小， 对建筑物的破坏不起决定作用。图 表示在第 ’ 反应峰值时顶层各刚性楼板的位移， 其结果也能说明破 坏集中在建筑物的两端部。图 是由计算所得到的底 层结构构件的损坏状况。比较计算的结构损坏状况， 其 底层柱子的损坏以建筑物的两端比较严重， 其原因在于 楼层内楼板不连续， 两端部的震动反应比中间部分大。 计算结果与实际观察到的情况基本吻合。 图 “ 用分区刚性楼板模型表达在一个楼层平面中不连续的楼板 图 , 输入地面加速度的 --， 构造柱与砌体应采用马牙槎。 第三层的墙体内加配水平钢筋， 砖的强度等级采用 ;2--。 参考文献 .建筑抗震设计规范 （A/3） B 中国建筑工业出版社， 3/3B 2.何汉文， 胡勋 B底部两层框架砖房抗震设计的几个问题 B 建筑 结构， 334，（） B 4.解明雨等 B底层框剪组合墙八层房屋抗震性能分析 B 工程抗震， 33， （2） B 1.刘建新 B填充墙框架结构的一种新的抗震计算模型 B 工程抗震， 331， （） B .乔培章 B底层框架砖房和砌体结构房屋抗震设计程序 （CC5） B 建 筑结构， 334，（） B 0.吴玉安 B 底层框架上部多层砖混结构的抗震设计 B 成都建筑， 334， （2） B （上接第 页） 六、 小结 本文概要介绍了用于建筑结构弹塑性分析的杆系 模型和单元模型以及弹塑性分析计算方法。基于这些 模型和方法编写成了计算机程序。通过对遭受地震作 用的建筑物进行模拟分析， 得到了与实际破坏情况相 吻合的结果， 比较准确地说明了该建筑物的破坏机制。 参考文献 .DE F ，G*HE 5B ;ITUHJ ETK，334， （） J4-B 2.H*U F AB CEE* 5“OER 8,N） ，\IT9HN，Y HJ HN，VHL S] 30，2---B 0.DE F ，FIR, W，_EH, ‘B ]PH8ET KL,K HHPKEK ,O H 5Q’JQ’ RIENEM K*IT*I YE*U , YE*U,I* T,KENEM R,N R*Y K* HN Q’B V,TNEMK ,O *U 0*U \5’’5 ’,OT，D,K \MK，5\， 2---， [,B 3J20B .李康宁， FIR, W，[*IH ’ B建筑物 4 维分析模型及其用于结构 地震反应分析的可靠性 B建筑结构， 2---， 4- （0） B /.DE F ， FIR, WB \HP*ETH K*INP , Q’ OaIH 88R RNEMJKUH E*HT*E,B 日本建筑学会大会学术讲演梗概集 （东北） ， 2---， [,B’J2 4J1B 0 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载