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《基于多弹簧模型的钢框架结构三维弹塑性地震反应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第3期地震工程与工程振动Vol.27No.32007年6月JOURNALOFEARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIONJun.2007文章编号:100021301(2007)03-0022-08基于多弹簧模型的钢框架结构三维弹塑性地震反应分析1,22方明霁,李国强(1.上海师范大学建筑工程学院,上海201418;2.同济大学土木工程学院,上海200092)摘要:文章提出了考虑剪切变形弹塑性刚度影响的多弹簧模型的空间梁柱单元,用于反复加载下钢构件的数值模拟。应用多轴应力状态下的塑性应力-应变关系理论,在单元模
2、型中考虑了弹塑性区域剪切变形对单元的弹塑性刚度的影响,针对单元模型的塑性区长度和弹簧布置两个参数,文中给出了合理建议取值。数值模拟分析表明,所提出的单元模型能够很好地模拟钢构件的弹塑性性能。在此基础上,以多高层钢结构商业设计软件MTS为平台,进行三维钢框架结构弹塑性动力时程分析模块的开发。最后,文章对一纯钢框架结构足尺振动台试验进行数值模拟,模拟分析结果表明,本文所提出的多弹簧单元模型及开发的动力分析模块能够较好地模拟钢结构在地震作用下的弹塑性性能。关键词:多弹簧模型;塑性理论;剪切变形;刚度矩阵;钢框架结构;弹塑性中图分类号:P315.952文献标识码:A3
3、-Dplasticdynamicanalysisofsteelframesbasedonmulti2springmodel1,22FANGMingji,LIGuoqiang(1.CollegeofArchitectureandCivilEngineering,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai201418,China;2.CollegeofCivilEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Thepaperpresentsthespacialbeamel
4、ementmodel,whichconsiderstheplasticstiffinfluenceofplastic2regionsheardeformationandcanbeusedforsimulatingthesteelmemberundercircularloading.Thedeformationisbasedonthestrain2stresstheoryundermulti2axisstressstates.Thispaperfocusesontheanalysisoftwoimportantparameters:thelayoutofspri
5、ngandthelengthofplasticregion,thenputsforwardseveralsuggestions.Comparedwiththetest,themulti2springbeamelementwellsimulatestheplasticbehaviorofsteelelements.Furthermore,the32Dplasticdynamicanalysismoduleforsteelframeisdevelopedbytheauthorsbasedonmulti2storysteelstructuredesignsoftwa
6、reMTS.Moreover,theauthorscarryoutthenumericalsimulationinafull2scalesteelframedynamictestandtheresultprovesthatthemulti2springbeamelementandwholeprogramcansimulatetheplasticbehaviorofsteelframesunderdynamicloadingperfectly.Keywords:multi2springmodel;plastictheory;sheardeformation;st
7、iffnessmatrix;steelframe;plastic引言为模拟地震作用时杆件在变动轴力和双向弯曲的耦合特点,基于简化纤维模型的多弹簧单元模型近年收稿日期:2006-10-09;修订日期:2007-02-10基金项目:上海市优秀青年教师基金项目作者简介:方明霁(1977-),女,讲师,博士,主要从事多高层建筑钢结构动力研究.第3期方明霁等:基于多弹簧模型的钢框架结构三维弹塑性地震反应分析23[1～3]被广泛应用。早期常用的是集中塑性铰多弹簧模型,它不考虑塑性区段的剪切变形,认为弹簧塑性区域[4]的长度为零。后经改进,考虑剪切弹性变形影响的塑性区段的多
8、弹簧模型被提出应用。但实际情况中,弹塑
