非线性剪力墙单元模型的改进及其应用

现有的钢筋混凝土剪力墙模型虽然求解精度高,但计算量大,各参数取值困难,不适合大型结构的弹塑性计算.在已有钢筋混凝土剪力墙模型基础上,基于非线性梁单元模型,建立了一种便于非线性分析应用的剪力墙模型,即由承受轴力及弯矩的竖直杆单元与承受剪切变形的剪切子单元组合而成的墙单元模型,推导了该模型的单元刚度矩阵.最后给出一个算例,并与试验结果比较,表明加入剪切弹簧的非线性墙单元模型具有较好的计算精度.     

滑移支座在连续梁桥中的性能模拟分析

通过借助于SAP2000有限元分析软件,对连续梁桥上设置的滑移支座（聚四氟乙烯支座）,采用常用的3种非线性连接单元进行模拟：水平非线性弹簧单元、Wen塑性单元以及摩擦板单元。首先,简单介绍了3种单元的特性,然后以某地区四跨连续梁桥结构为例,对滑移支座分别采用以上3种连接单元进行非线性时程分析,对其分析结果进行对比,为今后桥梁支座的分析提供参考。     

薄钢板剪力墙等效拉杆模型研究

首先,对薄钢板剪力墙简化分析模型进行研究,采用通用有限元软件Abaqus建立薄钢板剪力墙Shell单元模型以及采用SAP2000建立等效拉杆简化分析模型,对比两种模型在静力荷载下的力学性能,从而得到等效拉杆模型杆元根数的合理范围。其次,修正了薄钢板剪力墙简化分析模型中杆元面积计算公式,更好地模拟薄钢板剪力墙的初始抗侧刚度。最后,对比等效双向拉杆模型与Shell单元模型两种模型的滞回性能,结果表明:采用SAP2000建立的等效双向拉杆简化分析模型能够较好地模拟出薄钢板剪力墙的滞回性能。     

屈曲约束支撑力学模型对比分析

屈曲约束支撑分析中主要有两种力学模型:平滑非线性的Bonc-Wen模型和简单双折线的模型。为了对比分析这两种模型在结构中模拟屈曲约束支撑的区别,结合试验模型进行了非线性时程分析。根据屈曲约束支撑构造特点,基于串联刚度模型构造了支撑的力学公式,由于一般连接点区域刚度较大,通过假设连接段刚度无限大来简化力学模型。同时引入超强系数来修正支撑屈服力以体现对支撑芯材强度提高作用。基于一个两层单跨人字屈曲约束支撑钢框架的试验模型,应用SAP2000有限元软件,分别建立Bonc-Wen和双线性模拟的屈曲约束支撑,并进行非线性动力时程分析。通过分析得出两种模型的顶点加速度、层间位移、层间位移角的响应,并与实验结构进行对比分析。结果表明:总体上两种模型差距不大,但屈服刚度平滑过度的Bonc-Wen模型比屈服刚度突变的双折线模型模拟屈曲约束支撑更为接近试验结果。     

连续斜交梁桥地震下碰撞效应分析

从连续斜交梁桥震后普遍的落梁震害和平面旋转现象出发,提出一种带碰撞单元并考虑竖向、水平及扭转刚度的单梁简化模型.以一座3m×30m连续斜交梁桥为工程背景,通过动力特性分析和地震下考虑碰撞效应的非线性时程分析,将简化模型的计算结果与精细化板单元有限元模型的结果进行对比.研究结果表明:该简化模型不仅能较准确地计算结构的动力特性,还能较准确计算斜交梁桥在碰撞下的非线性位移,反应碰撞后桥面的平面旋转现象;碰撞刚度在一定范围内对非线性位移不敏感,可采用主梁轴向刚度为碰撞刚度,但梁端截面最外缘的碰撞单元对非线性位移较敏感,需保证在梁端截面最外缘处设置碰撞单元.     

基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题. 基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性. 根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数. 数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.      

近断层地震作用下基础隔震层弹簧软限位分析

基础隔震能有效减轻结构地震响应.但在近断层脉冲型地震作用下,隔震结构的隔震层会发生较大位移,导致隔震结构侧倾失稳.本文采用弹簧限位装置进行软碰撞限位,利用软件SAP2000计算近断层地震作用下限位隔震结构的动力响应,分析限位装置不同预留距离、不同限位刚度对隔震层最大位移和上部结构最大层间位移的影响.     

Link单元模拟塑性铰的适用性研究

使用铰模型是SAP2000软件实现构件非线性特性的主要方式,然而由于铰模型的定义过于简化,同时所使用的原点指向型滞回规则并不能较好地模拟钢筋混凝土特性。故该文将使用link单元实现构件的非线性特性,并对link单元模拟塑性铰的适用性进行研究。结果表明,Link单元在模拟塑性铰实现结构的非线性特性方面更具优势,同时由其得到的结果更加真实可靠,是个合理可行的非线性单元。     

四结点等参数弯管单元

本文采用一种新的、有效的四结点等参数弯管单元,用有限元法分析弯头的应力与变形。首先,对这种单元进行了线性分析,提供了不考虑截面椭圆度和考虑截面椭圆度两种情况的位移模式,异出了这两种情况的应变位移矩阵。其次,对这种单元进行几何非线性分析及材料非线性分析,推导出了几何非线性的应变位移矩阵和切线刚度矩阵、材料非线性的弹塑性矩阵和塑性区的刚度矩阵。     

带高位梁式转换层框架-剪力墙结构体系抗震性能研究

文章对框架-剪力墙带梁式转换层结构进行了分析研究,采用SAP2000结构分析软件模拟了16种等效侧向刚度比和转换所在层层号同时变化时,结构体系主要设计参数的变化情况以及4种落地剪力墙刚度变化对结构自振周期的影响,同时分析了该部位可能的破坏形态并给出设计建议.     

剪力墙数量对框架——剪力墙结构弹塑性性能的影响

利用弹塑性静力、动力分析软件PUSH＆EPDA，对两栋框架一剪力墙结构进行了静力弹塑性和动力时程分析，考察在剪力墙具有不同数量和框架具有不同基底剪力系数这两种情形下框架的延性系数．研究结果表明，在强震作用下，当框架具有相对较小的基底剪力系数时，一旦剪力墙遭到破坏，将使框架产生较大的弹塑性位移响应，甚至导致结构的倒塌，不断增加剪力墙的数量有时将加剧这种态势；但是当框架具有较大的基底剪力系数时，框架的位移响应随着剪力墙数量的增加而逐渐减小．通过对计算结果的分析，给出了一些有益的结论，供设计人员参考．     

剪力墙数量对框架─剪力墙结构弹塑性性能的影响

利用弹塑性静力、动力分析软件PUSH&EPDA,对两栋框架─剪力墙结构进行了静力弹塑性和动力时程分析,考察在剪力墙具有不同数量和框架具有不同基底剪力系数这两种情形下框架的延性系数.研究结果表明,在强震作用下,当框架具有相对较小的基底剪力系数时,一旦剪力墙遭到破坏,将使框架产生较大的弹塑性位移响应,甚至导致结构的倒塌,不断增加剪力墙的数量有时将加剧这种态势;但是当框架具有较大的基底剪力系数时,框架的位移响应随着剪力墙数量的增加而逐渐减小.通过对计算结果的分析,给出了一些有益的结论,供设计人员参考.     

钢筋混凝土剪力墙结构几何和材料双重非线性静力分析的伪动力有限元法

本文进一步发展了不需存贮结构刚度矩阵和求解非线性方程组的伪动力有限元法以应用于钢筋混凝土剪力墙结构的非线性静力分析，文中对钢筋混凝土材料采用Vecchio和Collins的非线性弹性抹平旋转裂缝模型，几何非线性采用Green应变公式计算，用平面应力三角形单元离散剪力墙结构，时间积分采用显示中心差分格式，数值计算表明，本文方法有效可靠．     

建筑结构基础隔震应用研究

利用大型结构有限元分析软件SAP2000对采用基础隔震框架结构在不同地震波作用下进行了动力时程分析,分析了基础隔震结构在地震作用下的位移、剪力,并与未隔震相同结构建筑的位移、剪力进行了对比,以评断隔震结构的减震效果,得到一些有意义的结论.结果表明,隔震结构在罕遇地震作用下仍处于弹性工作状态,具有优越的抗震性能.     

隔墙下带加强钢筋厚板的非线性静力分析

针对目前建筑结构中经常出现的钢筋混凝土大厚板中隔墙下的加强钢筋或暗梁没有明确设计规定,设计人员大多依靠经验进行简单计算的不足,对一采用大板的实际剪力墙住宅结构,在ANSYS中建立其局部有限元模型进行计算分析,模型中包含剪力墙、厚板和板中加强钢筋以及隔墙.钢筋采用Link8单元,其余均采用三维实体单元,其中厚板采用能考虑混凝土非线性的Solid65单元.针对在竖向荷载作用下结构模型的非线性静力分析结果,对隔墙、板和加强钢筋的受力进行了讨论,对隔墙的采用和加强钢筋的设计提出了建议.     

隔震设计中铅芯橡胶支座(LRB)屈服前刚度取值的研究

运用ETABS建立隔震结构的有限元模型,对铅芯隔震橡胶支座屈服前刚度不同取值的隔震结构进行了时程分析,通过对比分析,给出了隔震设计中的铅芯隔震橡胶支座屈服前刚度取值的合理建议.     

叠合板式剪力墙的有限元分析

文章对叠合混凝土墙板进行较为系统的分析研究,设计了4个叠合板式剪力墙和2个普通剪力墙模型,并进行了在低周反复荷载下的对比试验.在试验研究基础上,采用ANSYS有限元分析程序,对叠合板式剪力墙在单向加载下的性能作了非线性分析,从理论计算角度进一步了解其在水平荷载作用下的开裂、变形及破坏全过程,有限元分析与试验结果符合较好.     

边缘纵筋对暗柱型钢焊接装配式剪力墙抗震性能影响

为进一步研究暗柱型钢焊接连接的预制装配式剪力墙的抗震性能,在原试验基础上,通过有限元软件ABAQUS建立其非线性分析模型,与原试验的破坏模式、滞回曲线等对比,对模型的可行性进行验证,并通过应力云图、滞回曲线等参数分析不同的边缘构件纵筋直径对墙体承载力和变形的影响。结果表明:有限元剪力墙模型能较好地模拟试验,吻合程度良好;随着边缘构件纵筋直径的增加,墙体的承载力、耗能等都提高,当钢筋直径增大到一定程度后,剪力墙的承载力增加变得缓慢;增大边缘构件纵筋直径,可以提高预制装配式剪力墙的抗震性能。     

土与地下连续墙相互作用的非线性分析

本文采用有限元法对基坑开挖过程土与地下边疆墙相互作用进行非线性分析。分析时，对土体采用Ｄｕｎｃａｎ－Ｃｈａｎｇ双曲线应力－应变关系和Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ破坏准则，对土－混凝土墙体界面单元采用Ｃｌｏｕｇｈ－Ｄｕｎｃａｎ双曲线剪应力－剪切位移关系，参考有关试验确定计算参数，并模拟基坑的开挖程序和设置不同支撑构件的影响。分析结果与工程实测资料进行了比较，得出对设计和施工有价值的几点结论。     

曲线梁桥非线性分析及抗震性能评估

以上海莘庄立交工程中的一段曲线梁为例 ,按照实际结构构造 ,充分考虑材料非线性及连接构件的非线性等因素 ,以弹塑性纤维梁柱单元模拟桥墩、空间滑动支座单元模拟橡胶支座和滑板支座、接触单元模拟相邻结构之间的碰撞、大刚度弹簧模拟抗震销的限位作用 ,建立非线性时程反应分析模型 .基于位移和多级设防的桥梁抗震设计思想 ,进行设计烈度地震和罕遇地震 2个概率水准下的空间时程地震反应分析 ,并进行曲线梁的抗震性能评估