基于OpenSees的钢筋混凝土结构在连续倒塌过程中的从属节点.pdfVIP

基于OpenSees的钢筋混凝土结构在连续倒塌过程中 的从属节点建模技术 何政 大连理工大学 目录:  背景  带附属节点的端部塑性铰单元的建模  构件逐步失效时的静力凝聚理论  程序实现和理论的对比  结论 背景  连续倒塌全过程: 局部构件发生破坏几何构成发生突变而产生振动（动力效应）传递 造成其他构件的破坏造成和初始不成比例的倒塌 构件逐步失效 动力效应  改变传力路径法(AP 法) ：先将结构中关键构件移除，再采用有限元法模 拟构件移除后剩余结构的破坏形式。缺点：不能考虑构件移除前的初始 变形。 考虑初始变形的瞬时卸载法：先对结构进行静力分析，再提取相应静力， 通过添加和该静力相反的时程力来模拟构件的失效过程。缺点：较繁琐。 直接拆除法：当构件的反应达到一定条件时，把该构件从结构中拆除， 模拟构件的突然失效。缺点：使用该方法，构件要么不失效，要么从结 构中移除，不能体现构件逐步失效的中间过程。 本文：将构建带附属节点的端部塑性铰单元对结构进行建模，通过对多 点约束的处理来实现构件的逐步失效，以及发生的动态内力重分布（考 虑动力效应的内力重分布）。 连续倒塌仿真研究现状 Kaewkulchai Williamson (2004) 钢结构非线性连续梁柱单元 ， 静力凝聚思想处理 构件失效端和连接端关系，未使用OpenSees 。 Kim et al (2009) 钢框架结构连续倒塌数值模拟程序, 使用OpenSees, 两种方式处理失效构件：非线性铰模型；引入新的 节点，构件和主体分离，引入多余自由度。 Talaat Mosalam (2009) 在OpenSees 中添加极限状态材料, 直接单元移除 法，添加CollapseRecorder类,实现钢筋混凝土框架结构 填充墙的移除。 带附属节点的端部塑性铰单元 梁、柱的建模：使用端部塑性铰单元建模，端部节点为附属节点。可以处理塑性铰的产 生和发展。 非线性区域 非线性区域 线弹性区域 i j L-L -L L pi pj L pi pj L 梁-柱节点的建模：由控制节点和附属节点组成，附属节点分别属于各个不同单元。当构 件端部都未失效时，采用多点约束将附属节点和控制节点完全约束在一起：equalDOF $masterNodeTag $slaveNodeTag 1 2 3。 附属节点 控制节点 Slave Node Master Node 梁单元 柱 单 端部塑性 元 铰单元 构件局部失效时的静力凝聚 假设在外荷载q(x)作用下单元杆端力和杆端位移如图所示： u ,R u ,R