刚体弹簧元法在钢筋混凝土构件动力分析中的应用.pdfVIP

安 徽 建 筑 2012年第5期 《总 186期) 刚体弹簧元法在钢筋混凝土构件动力分析中的应用 RigidBodySpringMethodintheApplicationofDynamicAnalysisonReinforcedConcreteMembers 王路喜 ，赵平平 (山东科技大学土木建筑学院 ，山东 青岛 266590) ■■●——一 I_一 _一 摘 要：为分析钢筋混凝土结构在动力作用下的性能，采用刚体弹簧 == 元法将结构离散为多段刚体，刚体间的变形通过块体间的弹簧变形来 ——I 体现。弹簧元模型与实际结构之间满足刚度、荷栽和强度三个方面的 等效准则，实现非连续介质力学模型模拟连续介质模型，为钢筋混凝 土的力学性能计算提供 了一种有效的分析方法。 关键词 ：离散单元法；刚体弹簧；钢筋混凝土；中心差分法 中图分类号：TU311．3 文献标识码 ：A 文章编号：1007—7359(2012)05—0159—02 0 引 述 图1 杆段多弹簧模型 离散单元法是由Cundall于 1971年提出来的，适用于准静 力或动力条件下的节理或块体集合的力学问题。离散单元法的 理论基础是牛顿第二定律，将结构视为离散的快体的集合，在 受力变形、运动过程中单元之间存在相互的接触关系，其力学 行为被模拟为一个动力过程71]，特别适合于大变形和不连续问 结 题的求解 。 构 2．2接触分析 设 计 根据单元之间的接触位移可以建立接触本构模型来确定 1 刚体弹簧元法 与 单元之间的弹簧力，本文采用线性本构关系模拟接触弹簧的法 研 向和切向力。 究 刚体弹簧元法是在离散元的基础上发展起来模拟离散介 应 质破坏的一种方法 ，它假设每个离散单元都是刚体，刚体之间 △P= =(j|}+ )△“ +_△ 用 通过弹簧相连接，并以单元型心位移作为基本未知量 ，单元间 AP=一 =(i|}l+．j}2~a,ar7+At； (1) 的作用力完全反映在弹簧上，根据计算力学原理建立按位移求 其中：k