偏心框架结构在水平地震动作用下的弹塑性分析

《偏心框架结构在水平地震动作用下的弹塑性分析》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、偏心框架结构在水平地震动作用下的弹塑性分析韩霞，阿肯’江．托乎提(新疆大学建筑工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要：通过单层质量偏心体系钢筋混凝土框架结构，运用ANSYS软件，建立钢筋混凝土有限元空间实体整体式模型结构，输入罕遇地震波进行弹塑性时程分析。研究在单向水平地震作用下结构弹塑性侧扭耦舍扭转地震响应。关键词：质量偏心结构；弹塑性时程分析；地震响应中图分类号：TU31文献标识码：A文章编号：1672—401l(2010)03—0040—03ElastoplasticAanalysisOfAsymmetricConcreteStructureUnderHorizontalEart

2、hquakeActionHANXia，AKenJiang·TUOHuTi(CollegeofArchitectureandCivilEngineering，XinjiangUniversity，Urumqi830047，China)Abstract：Abstract：Accordingtoone—-floormasseccen·-tricityofconcreteframe，byusingsoftwaJ．eANSYS，theautherbuildfiniteelementof3Dentitymodeltoconcretestructure，in·troducingmode—superpo

3、sitionresponsespectrumandanalysisinelasticstatic—dynamicofmode．Studaythatinelastictorsionalcouplingseismicresponseofstructure．Keywords：masseccentricityofconcreteframe；elasto_plastichistoryanalysisseismic；response0引言随着震害经验不断积累，平面不对称或不规则的结构极易发生扭转脆性破坏，甚至导致结构整体倒塌事故，另外地震动中的转动分量也会引起结构的扭转成分。在国内外许多大型振动台试

4、验都观测到结构存在扭转耦合效应以及由扭转产生的破坏¨。J。由于经济因素的制约，结构在遭遇不同强度的地震时不可能始终保持为弹性，结构不可避免地进入弹甥性运动。在遭遇罕遇地震时能够不发生结构性倒塌以保证人的生命安全，即能够满足规范所要求的抗震设防水准，还不是很清楚。因此能够正确预见结构在地震作用下的受力情况，充分考虑结构的弹塑性变形进行抗震设计是设计不规则体型建筑的首要问题。近几年国内外学者对平面不规则结构的研究主要集中在地震反应的影响因素分析、扭转振动效应计算等方面，重点分析了结构偏心率、侧扭频率比、结构周期、结构尺寸对结构的影响，而对于偏心结构在强震作用下弹塑性侧扭耦合扭转地震响应和混凝

5、土的弹塑性研究较少"“⋯。本文重点采用弹塑性时程法输入地震波直接计算质量偏心体系结构在水平地震作用下结构的动力响应和混凝土结构弹塑性的反应，找出结构设计中的薄弱环节，从而能对结构的抗震能力作出正确的评估，可有效的改进结构的抗震设计。1有限元数值分析1．1数值分析模型本文将以质心0为坐标原点建立坐标系，几何中心、刚度中心重合，即质心、刚心均位于x轴，如图1所示。在z方向输入地震波，分别考虑质量沿X轴单向偏心0，0．4，0．8m现定义为结构1、2、3)凝土框架为研究对象。利用钢筋混凝土有限元空间实体单元，采用整体式模型对结构进行弹塑性有限元分析，有限元模型(图2)。并且允许在三维空间相互垂直

6、的方向分别设定钢筋的位置、角度和配筋率参数，但钢筋的强化作用只表现为抗拉、抗压。混凝土强度等级为C30，其密度为2548ks／m3，主筋为HRB335级钢筋，箍筋为HPB235级钢筋，混凝土和钢筋的材料模型采用了文献¨副中的假设，其相应的应力一应变关系来计算整个截面的力一变形骨架曲线(图3、4、5)。同时考虑了混凝土的裂缝的处理采用了分布的裂缝模型，在分布的裂缝模型中，同时考虑骨料的连锁作用，认为裂缝还可以传递剪力，因此引入抗剪系数，本文混凝土的张开与闭合滑移面的剪切系数分别为0．5，0．9¨“。：冬／输入地震波单层质量偏心结构坐标示意图图2框架结构有限元模型图扛10々应变。圈3混凝土材

7、料本构关系(x101250022502000喜：黜o1250较1000倒7505002500应变。图4HRB335钢筋材料本构关系}，IrI}，应变。图5HPB235钢筋材料本构关系(xlO’荛耋器翥差专学197校7呈囊警气嚣鬻，黝新疆大学硕地L2善之麓羹用Ekentroh波记录如队其峰值加速作者简介：韩霞(一)，女，山东济南人，现为新疆大学硕士生。牺八地展'彼术用也№n玻配乐则图o，只-I事但删】墨图∞度为0．3659g(2．14