考虑损伤累积效应的拱形立体桁架结构倒塌分析-论文.pdf

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1、第36卷第4期JournalofCivil．A土rc木hit建ect筑ura与l&环E境nvir工on程mentalEngineeringVol_36NO．42014年8月Aug．2014doi：10．11835／j．issn．1674—4764．2014．04．001考虑损伤累积效应的拱形立体桁架结构倒塌分析徐颖，韩庆华芦燕(天津大学a．建筑工程学院；b滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津300072)摘要：以实际工程为背景，通过ABAQUS损伤材料子程序对拱形立体桁架结构进行连续倒塌分析，考虑了杆件失稳的影响，研究了该类结构在强震作用下的倒塌破坏机

2、理和破坏模式。结果表明，强震作用下，拱形立体桁架结构杆件损伤不断累积，刚度逐渐退化，最终失效退出工作。损伤累积效应使杆件应力减小，应变增大，同时节点位移幅值增大。在地震波作用下，中间主桁架柱腹杆最先失效退出工作，随后失效区域沿主桁架平面外方向扩展并由柱脚发展至结构顶部。地震作用结束后，主桁架1／4跨度处腹杆以及部分长细比较大的柱腹杆发生失稳破坏。考虑杆件失稳的影响，将导致部分杆件提前失效，但对整个结构的破坏模式影响不大。关键词：桁架结构；强震作用；倒塌分析；损伤累积；杆件失稳中图分类号：TU393．3文献标志码：A文章编号：1674—4764(2014)04—

3、0001-08CollapseAnalysisofSteelTrussedArchStructureConsideringDamageCumulativeEffectXuYing。。HanQinghua。～，LuYan。'。(a．SchoolofCivilEngineering；b．KeyLaboratoryofCoastCivilStructureSafetyofChinaMinistryofEducation，TianjinUniversity，Tianjin300072，P．R．China)Abstract：Basedonanactualproject，

4、theABAQUSmaterialsubroutineconsideringdamagecumulativeeffectandmemberbucklingwasadoptedtoanalyzethecollapseprocessofsteeltrussedarchstructure．Thefailuremechanismandthefailuremodeofsuchstructureundersevereearthquakeconditionswerestudied．Theresultsindicatedthat，undertheactionofseveree

5、arthquakes，thecumulativedamageincreasedandstructuralstiffnessdeclined，whichleadingtothestructurefailure．Thedamagecumulativeeffectcausedthedecreaseofthememberstressandtheincreaseofnodaldisplacementandmemberstrain．Subjectedtoseismicwaves，thewebsatthecolumnsofthemiddlemaintrussfailedat

6、first；thenthefailureregionextendedalongtheout—of-planedirectionofthemaintrussandextendedfromthecolumnfoottothetopofstructure．Aftertheearthquake，thewebsattheone—quarterpointofthemaintrussandthewebsatcolumnswithlargeslendernessratiobuckled．Itwillleadtoearlyfailureofpartmembersifmember

7、bucklingisconsidered．However，ithaslittleeffectonthefailuremodeofstructure．Keywords：trussedstructure；severeearthquake；collapseanalysis；damagecumulativeeffect；memberbuck—ling大跨度拱形立体桁架结构作为一种新型空间结构形式，近年在会展中心、体育场馆、车站站台雨棚收稿日期：2013—11—10基金项目：国家自然科学基金(51078259)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET10—0613)作者

8、简介：徐颖(1987一)，女，博士(后