浅论地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌过程数值模拟

《浅论地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌过程数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、河北大学硕士学位论文地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌过程数值模拟姓名：李建兴申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：方有亮20100501摘要摘要世界各地地震造成了严重的建筑物破坏和大量的人员伤亡，在汶川地震中框架结构主要震害为：填充墙的开裂和倒塌、强梁弱柱、现浇楼梯段的拉断和剪坏、甚至结构倒塌。本文针对地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌破坏过程，在将框架结构离散成梁单元、柱单元和节点单元，单元间采用三根独立的弹簧单元连接，即轴向弹簧、切向弹簧和弯曲弹簧的平面模型基础上，采用经过验证的同步动态松

2、弛法分析了模型在地震作用下的响应。通过截面分析软件确定了梁、柱截面间非线性的弯矩和转角关系，考虑了结构的材料非线性特性。对于单元间的碰撞检测问题，本文结合跨立算法，提出了适合矩形单元检测的更高效的算法，通过引入还原系数来处理碰撞后的计算。基于这样的分析模型和数值方法，在VisualC++6.0平台上开发了地震作用下钢筋混凝土框架倒塌仿真程序。采用单向链表对弹簧和接触点问题进行存储，便于弹簧断开和接触点变化的实现和操作。通过观察在OpenGL下的动画演示可以得出，本程序很好地模拟地震作用下钢筋混凝

3、土框架结构完好状态到结构倒塌的全过程，对抗震设计和验算提供参考。关键词同步动态松弛法材料非线性钢筋混凝土框架结构倒塌模拟IAbstractAbstractEarthquakecauseshugebuildingdamageandlargecasualtiesintheworld.Themajorseismichazardsofreinforcedconcrete(RC)framestructuresinWenchuanincludethecrackandcollapseoffillerwall，

4、thestrongbeamwithweakcolumn，thetensilefailureorshearfailureofcast-in-situplacestairsandstructurecollapse.A2DnumericalmodelforcollapseanalysisofRCframestructuresbasedonprovedDEMisdevelopedbydiscretizatingastructureintobeamelements,columnelementsandjoi

5、ntelements,constructingspringsontheinterfaces,includingaxialspring,transversespringandbendingspringwhichhaveanonlinearbehaviorbetweenforceanddisplacementcalculatedbysectionbuildersoftware.Thesynchronydynamicrelaxationmethodisprovedandusedtocalculatet

6、hemodel.Usingaspecificcollisiondetectionmethodforrectanglecalledcrossingmethod,thecomputingefficiencyandspeedcanbemoresignificantly.Thecalculationforcollidingproblemsiscompletedbyintroducingreductioncoefficient.Basedonthemethodandmodel,aprogramisdeve

7、lopedtosimulateresponsesofRCframestructuresontheVisualC++developplatform.Thespringsandcollidingpointsarerestoredbychainedlistswhichisconvenienttodeletedestructivespringsandchangethepointsaccordingtothecalculation.TheresultsoftheanimationinOpenGLshowt

8、hattheprogramcancommendablysimulatethewholeprocessfromintactstatetocollapsewhichgivereferencesfordesignofearthquake-resistanceandcheckingcomputations.KeywordssynchronydynamicmaterialnonlinearityRCframecollapsesimulationII第1章绪论第1章绪论1.1研究背景2008年5月12日14