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建筑结构学报 2022年第10期43卷 141-150页

作者：李文杰柯世堂杨杰吴鸿鑫王飞天南京航空航天大学土木与机场工程系江苏南京211106

历史上超大型冷却塔风毁事件多次发生,国内外现行规范中缺乏超大型冷却塔风致倒塌机制与失效判别准则。以我国西北地区某在建高228 m的冷却塔为背景,建立分层壳单元模型,考虑塔筒的多尺度壁厚及配筋率变化,通过刚体测压风洞试验获取了... 详细信息

历史上超大型冷却塔风毁事件多次发生,国内外现行规范中缺乏超大型冷却塔风致倒塌机制与失效判别准则。以我国西北地区某在建高228 m的冷却塔为背景,建立分层壳单元模型,考虑塔筒的多尺度壁厚及配筋率变化,通过刚体测压风洞试验获取了冷却塔表面风荷载,结合增量动力分析法分析了典型风速下塔筒位移和内力响应,确定临界倒塌风速为83 m/s;基于节点失效前后von Mises应力变化规律提炼了冷却塔倒塌过程中3种内力重分布机制,结合塔筒喉部位移构建了结构变形失效准则。研究表明:采用分层壳单元模型可以有效模拟超大型冷却塔倒塌全过程,中心破坏区域扩散形成裂隙网,直至完全倒塌破坏;塔筒首个单元失效首先引发滑动面机制,随后以转动铰机制和滑移面机制为主进行内力重分布;当结构变形失效指标(喉部迎风面与背风面的相对水平位移与喉部直径之比)不小于1.5%时,超大型冷却塔失效倒塌。

关键词：超大型冷却塔分层壳单元模型倒塌机制失效准则

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受火后混凝土框架基于纤维模型的软件开发与试验验证

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工程力学 2016年第11期33卷 163-173页

作者：夏敏余江滔陆洲导苏州科技学院土木工程学院苏州215011 同济大学结构工程与防灾研究所上海200092

为了对受火后混凝土框架的残余力学性能进行有效准确的数值模拟,该文基于纤维单元模型和分层壳单元模型的思路,以ABAQUS通用有限元软件为开发平台,利用Python脚本语言对其进行二次开发,建立了混凝土框架火灾受损分析系统(简称ASFCF系统... 详细信息

为了对受火后混凝土框架的残余力学性能进行有效准确的数值模拟,该文基于纤维单元模型和分层壳单元模型的思路,以ABAQUS通用有限元软件为开发平台,利用Python脚本语言对其进行二次开发,建立了混凝土框架火灾受损分析系统(简称ASFCF系统)。为了验证该系统,设计了2个相同尺寸的带楼板的单层单跨空间混凝土框架,一个进行火灾试验(称为火后框架),一个不进行火灾试验(称为常温框架),对这两个框架中的各个梁、板构件按顺序依次进行静载破坏试验;利用ASFCF系统对两个框架分别进行非线性有限元分析,将火后框架与常温框架各个构件的模拟计算结果与试验实测数据进行对比,结果表明:二者的吻合度较高,误差均在可接受的范围之内,说明采用纤维单元模型和分层壳单元模型模拟火灾后框架结构中的梁、柱和楼板是合理有效的,采用ASFCF系统对混凝土框架进行高温后热力耦合分析的计算结果准确、可信,能够较好地用于受火后混凝土框架残余承载力的计算和评估中。

关键词：混凝土框架受火后纤维单元模型分层壳单元模型软件开发试验验证

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钢筋混凝土剪力墙非线性单元模型的研究

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地震工程与工程振动 2012年第2期32卷 82-89页

作者：汪梦甫宋兴禹阴斌松区达光湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 香港大学土木工程系

本文首先对等效框架模型、多竖直杆单元模型作了改进。然后应用改进等效框架模型、改进多竖直杆单元模型及分层壳单元模型,对不同轴压比的三片剪力墙构件模型与一个14层筒中筒结构模型进行了计算分析,并与实验结果作了比较。结果表明:... 详细信息

本文首先对等效框架模型、多竖直杆单元模型作了改进。然后应用改进等效框架模型、改进多竖直杆单元模型及分层壳单元模型,对不同轴压比的三片剪力墙构件模型与一个14层筒中筒结构模型进行了计算分析,并与实验结果作了比较。结果表明:改进多竖直杆单元模型在所有情况下均可取得较好结果,是适用性较强的剪力墙非线性单元模型;多层壳单元模型在轴压比较大时可取得很好的结果,当轴压比较小时,应用多层壳单元模型应慎重;改进等效框架模型只在轴压比适中时可取得较好结果,其他情况下可能会引起较大的计算误差。

关键词：等效框架模型多竖直杆单元模型分层壳单元模型剪力墙构件筒中筒结构

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基于分层壳单元的剪力墙抗震结构体系的非线性有限元分析

基于分层壳单元的剪力墙抗震结构体系的非线性有限元分析

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作者：张帆沈阳建筑大学

学位级别：硕士

我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一,有地震发生区域广阔而分散、地震强度高、震源浅、发生频繁等特点。如何抵御地震、减小地震带来的损失更是地震工作者继续解决的难题。目前我国城市建设的不断发展,出现了越来越多的复杂高层建... 详细信息

我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一,有地震发生区域广阔而分散、地震强度高、震源浅、发生频繁等特点。如何抵御地震、减小地震带来的损失更是地震工作者继续解决的难题。目前我国城市建设的不断发展,出现了越来越多的复杂高层建筑结构,超出了现行规范的要求。对于那些超限结构,需要对其进行结构的非线性动力时程分析研究,来预测强震作用下结构的反应和受力情况。这样可以在很大程度上预现结构在将来所遭受地震灾害时的破坏情况,调整结构的设计方案或加固方法,减少人民生命财产的损失。弹塑性时程分析方法已发展有半个世纪,然而,由于结构材料弹塑性本构关系和弹塑性计算的复杂性、人们对弹塑性性能的了解和掌握还不充分及计算工具的限制等原因,使得弹塑性时程分析方法仍处于研究阶段,在工程上仍处于较低水平。本文采用ABAQUS有限元软件进行剪力墙及框架-剪力墙结构弹塑性分析,进行一些算例分析与研究,具体工作如下: 1、本构关系的研究作者对现有的混凝土本构模型和钢筋本构模型进行分析研究,选用适用于本文计算的混凝土损伤塑性本构模型。通过对钢筋滞回性能的研究分析,同时考虑计算的简便性,本文采用考虑包辛格效应的双折线强化模型。 2、分层壳单元模型研究作者利用复合材料力学原理对分层壳单元进行分析。将一个壳单元分层,各层可以根据需要设置不同的厚度、材料性质,每层可以设置适当数目的积分点。在有限元计算时,在沿厚度方向的每一个积分点上独立地计算应力和应变值。并通过建模分析分层数目对面外刚度的影响。 3、构件研究利用分层壳单元建立剪力墙构件,计算剪力墙在不同轴压比、剪跨比下低周往复推拉的力学性能,并与试验进行对比。 4、剪力墙结构建模对框架-剪力墙进行弹塑性动力时程分析,采用不同峰值的地震波进行计算,结果与实验进行对比。

关键词：动力时程分析 ABAQUS 本构关系分层壳单元模型

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