混凝土结构抗震非线性分析模型_方法及算例

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1、第23卷增刊IIVol.23Sup.II工程力学2006年12月Dec.2006ENGINEERINGMECHANICS131文章编号：1000-4750(2006)Sup.II-0131-10混凝土结构抗震非线性分析模型、方法及算例*叶列平，陆新征，马千里，汪训流，缪志伟(清华大学土木工程系，北京100084)摘要：结构在大震作用下会进入非线性并产生损伤，准确预测地震荷载下钢筋混凝土结构的非线性行为，对评估混凝土结构的抗震安全性具有重要意义。清华大学土木工程系近年来开发的适用于钢筋混凝土杆系结构的纤维模型THUFIBER程序，适用于预应力混凝土杆系结构的纤维模型NAT-PPC程序，以

2、及适用于剪力墙结构的分层壳墙元模型的非线性分析程序。这些程序可以直接将构件的非线性节点力(轴力、剪力和弯矩)、节点变形(平动和转动)和材料的非线性应力-应变行为联系起来，可以模拟各种复杂受力构件的滞回行为和轴力－双向弯曲－剪切耦合行为，借助通用有限元程序方便的前后处理功能和非线性计算功能，该程序可以准确模拟地震作用下结构的三维非线性地震响应，也可模拟爆炸、倒塌等极端非线性行为，通过一系列的数值分析与试验结果的对比和工程应用算例，说明所研发程序的精度和计算能力。关键词：钢筋混凝土；地震；非线性；杆件；纤维模型；剪力墙；分层壳单元中图分类号：TU375文献标识码：ANONLINEARANA

3、LYTICALMODELS,METHODSANDEXAMPLESFORCONCRETESTRUCTURESSUBJECTTOEARTHQUAKELOADING*YELie-ping,LUXin-zheng,MAQian-li,WANGXun-liu,MIAOZhi-wei(DepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Structuresmayenternonlinearstageinstrongearthquake,precisepredictionforthenonlinea

4、rbehaviorofreinforcedconcrete(RC)structuresinearthquakeisimportanttoassesstheearthquakeresistantsafetyofthestructures.ThispaperpresentstheprogramsrecentlydevelopedbytheCivilEngineeringDepartmentofTsinghuaUniversity,whichincludethefibermodelTHUFIBERforRCframes,theprogramNAT-PPCforprestressedconcr

5、ete(PC)frames,andthemulti-layershellelementbasedshearwallprogram.Theseprogramscanconnectthenonlinearnodalforce/nodaldisplacementrelationshipofelementsdirectlywiththenonlinearstress/strainrelationshipofmaterials.Complicatedcyclicbehaviorsandcoupledaxialforce-biaixalbending-shearbehaviorsofRCstruc

6、turescanbecorrectlysimulated.Andfurthermore,withtheconvenientpre/postprocessingandthenonlinearcapacityofgeneralfiniteelementsoftware,theseprogramsnotonlycanpreciselysimulatenonlinearseismicresponseofspatialstrutures,butalsocansimulatesomeextremenonlinearproblemssuchasblastorcollapse.Theprecision

7、andthecapacityoftheprogramsareillustratedinthispaperwithaseriesofapplications.Keywords:reinforcedconcrete;seismic;nonlinear;beam-columnelement;fibermodel;shearwall;multi-layershell————————————————收稿日期：2006-06-19基金项目：教育部科技创新工