基于地震作用下钢筋混凝土框架结构破坏的有限元模拟及分析

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1、肥工学火警UniversityofTechnology硕士学位论文MASTERDISSERTATIoN③论文题目：苎墨堡里!塑堑望壁圭壁墨垫垫壁堑!!!至堡塑兰竺塑——学位类别学历硕士学科专业：工程领域)堑塑王堡——作者姓名：——塑里童——导师姓名：——键堡堕墼授完成时间：——!塑!竺5旦——一舍一地震作用下钢筋混凝土框架结构破坏的有限元模拟及分析摘要钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构型式，在强烈地震作用下，框架结构会进入塑性工作状态，构件出现裂缝，构件端部出现局部混凝土被压碎、钢筋屈服等现象，形成塑性铰；而后进入破坏状态，部分构件失效，退出工作，结构内力进行重

2、新分配，这时，整体结构并没有倒塌；随着更多的构件先后因失效而退出工作，结构局部发生坍塌，最后因失稳而整体倒塌；在结构破坏阶段，一些构件因破坏而退出工作后，结构整体并没有倒塌，仍可能会继续工作。研究人员对这一破坏阶段结构的性态和特性了解得很少，研究得也很少。但该阶段却是多数结构倒塌的必经阶段和重要阶段。所以，结构进入破坏状态以后的动力性态是一个尤为重要的研究课题，同时又是包含很多未知因素的富有挑战性的研究课题。认清框架的破坏阶段，可以帮助我们制定出合理的抗震方法，防止结构破坏和倒塌。由于地震灾害的原型重复试验几乎是不可能的，因而对其进行地震作用下结构从弹性到塑性直至破

3、坏过程的研究就显得尤为重要了。本文运用通用有限元软件ANSYs建立了一个12层钢筋混凝土框架结构模型，对其进行了自振特性分析及地震作用下的时程分析，得出了该框架结构的前3阶频率及振型，得到了地震作用下钢筋混凝土框架上裂缝的分布情况以及在整个地震过程中，框架结构的裂缝发生和发展情况。主要研究了在建立有限元模型时，单元模型、材料模型、加载方式、求解方法及其中涉及的参数的选取对有限元模拟结果的影响。然后将模拟结果与相应的振动台试验结果进行对比分析，验证了有限元数值模拟的有效性及参数选取的合理性，证明用ANSYS软件能较好的模拟地震作用下钢筋混凝土框架结构的破坏过程，可为钢

4、筋混凝土框架结构的抗震设计提供参考依据。关键词：振动台试验、ANSYS软件、框架结构、动力特性、裂缝TheSimulationandAnalysisonReinforcedConcreteFrameStructureDamagebyEarthquakesAbstractReinforeedconcreteframestructure1Sacommonstructuralform．itwillcomeintotheplasticworkstateunderstrongearthquakes，andcrackswillappearinsomeconcretecompon

5、ents，partialconcretecomponentsendwillbecrushed，Reinforcementwillbeyield，andplastichingewillbeformed；thenthewholestructurewillcomeintothedamagingstate，somecomponentswillbeoutofwork，andthestructureinternalforcesbecomeredistribute，butthewholestructuredoesnotcollapseatthistime；Asmorecompon

6、entshavetobeoutofworkbecauseoffailure，thestructuralcollapseoccurred，thentheoverallinstabilityandcollapsewillbeoccurred；Inthedestroyingstage，somecomponentswillbeoutofworkduetosabotage，thewholestructuredoesnotcollapse，likelytocontinuetowork．Thebehaviorandcharacteristicsofthestructuresint

7、hisstagewaslittleunderstoodandresearchedon．However，thestageisaninevitableandthemostimportantstageinthecollapseofthestructure．Thus，thedynamiccharacteristicsofthestructureinthedamagingstageisaparticularlyimportantissue．Itisalsoachallengingresearchtopicwhichcontainedtoomanyunknownfactor