基于显式算法的纤维梁柱单元模型基于显式算法的纤维梁柱单元模型.pdf

28 卷 12 期 Vol.28 No.12 工 程 力 学 20 11 年 12 月 Dec. 2011 ENGINEERING MECHANICS 39 文章编号：1000-4750(2011)12-0039-06 基于显式算法的纤维梁柱单元模型 1,2 * 1,2 禚 一 ，李忠献 (1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072 ；2. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) ，天津 300072) 摘 要：为精细模拟钢筋混凝土桥梁的强非线性行 ，利用显式中心差分法，建立一种基于显式算法的纤维梁柱 单元模型，并引入到前期建立的纤维梁柱单元实用模拟平台FENAP 中。采用该显式单元模型，分别对一钢悬臂 梁进行滞回特性分析和对一钢筋混凝土桥墩进行推覆分析，并将计算结果与采用 FENAP 隐式单元模型和采用 OpenSEES 软件纤维模型的计算结果进行对比分析。结果表明，所建立的 FENAP 显式纤维梁柱单元模型可有效 模拟材料软化行 ，避免由结构负刚度所引起的不收敛，且计算精度较高， 长大桥梁结构倒塌分析提供了一种 实用手段。 关键词：钢筋混凝土桥梁；非线性行 ；纤维梁柱单元；显式算法；材料软化；结构负刚度 中图分类号：TU352 献标志码：A EXPLICIT ALGORITHM-BASED FIBER BEAM-COLUMN ELEMENT MODEL ZHUO Yi1,2 , *LI Zhong-xian1,2 (1. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianj in 300072, China; 2. Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety (Tianjin University), Ministry of Education, Tianjin 300072, China) Abstract: In order to simulate the strong nonlinear behavior of RC bridges precisely, an explicit algorithm-based fiber beam-column element model is constructed using the explicit central difference method and introduced into the FENAP platform built previously. The hysteretic analysis of a steel cantilever beam and the pushover analysis of a RC bridge pier are performed respectively using the explicit fiber beam-column element, and the calculated results are compared with that using the implicit fiber beam-column element of FENAP and the fiber element of OpenSEES. It is indicated that the material softening behavior may be simulated effectively and the nonconvergence due to structural negative-stiffness may be avoided with high precision