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弹塑性算子引导的数据驱动钢材本构模型
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作者 李怀满 杜轲 骆欢 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期265-274,295,共11页
结构抗震分析中,钢材的力学性能对模拟结构在循环荷载下的非线性响应具有决定性影响。经典的钢材本构模型虽能够准确描述材料的弹塑性力学行为,但需要确定的模型参数通常较复杂且需要大量试验进行标定。而基于数据驱动的本构模型能解决... 结构抗震分析中,钢材的力学性能对模拟结构在循环荷载下的非线性响应具有决定性影响。经典的钢材本构模型虽能够准确描述材料的弹塑性力学行为,但需要确定的模型参数通常较复杂且需要大量试验进行标定。而基于数据驱动的本构模型能解决参数标定问题,但这类模型的切线刚度通常难以直接获取,进而无法用于有限元分析。为此,提出了一种弹塑性算子引导的数据驱动比例积分滞回本构模型(data-driven proportional-integral hysteresis constitutive model,DD-PIHC),该模型构造简洁、参数规模较小、能借助弹塑性算子输出切线刚度,可直接嵌入纤维梁柱单元用于框架结构有限元分析。给出了DD-PIHC与纤维梁柱单元结合的状态更新算法。基于多种不同种类的钢筋应力-应变试验数据对模型进行验证,通过与循环神经网络模型以及OpenSees平台中Steel02本构模型的模拟结果进行对比,证明了模型在捕捉材料本构行为方面具有更高的精度与计算效率。在此基础上,将该模型应用于三层钢框架结构的拟静力循环加载分析中,验证了其用于结构非线性分析的有效性,为后续结构抗震性能优化设计提供了可靠的分析工具。 展开更多
关键词 弹塑性算子 数据驱动本构模型 钢框架 纤维梁柱单元 有限元分析
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考虑纤维桥接效应的复合材料双悬臂梁脱层演化模拟研究
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作者 黄晨光 谢乾 +2 位作者 陈龙 孔繁杰 孔杰 《宇航总体技术》 2025年第1期53-58,共6页
在双悬臂梁试验测得的力位移曲线基础上,现有的大部分理论将断裂韧性取为常数来预测层间开裂行为,导致仿真结果与试验测试存在较大偏差。为了完善现有的复合材料层合板脱层理论,采用经典梁理论和断裂力学理论,分析了纤维增强复合材料层... 在双悬臂梁试验测得的力位移曲线基础上,现有的大部分理论将断裂韧性取为常数来预测层间开裂行为,导致仿真结果与试验测试存在较大偏差。为了完善现有的复合材料层合板脱层理论,采用经典梁理论和断裂力学理论,分析了纤维增强复合材料层合板的双悬臂测试。此外,考虑脱层过程中纤维桥接效应,利用双线性内聚力模型开展相应的数值模拟,数值结果与已有的理论预测以及试验测试进行了对比。结果表明,纤维桥接使得断裂韧性增加,模拟得到的力位移曲线与试验测试结果非常吻合,因而在模拟中考虑纤维桥接效应对临界能量释放率进行修正可以更准确地预测裂纹起始和扩展过程。 展开更多
关键词 双悬臂梁测试 纤维桥接 内聚力模型 R曲线
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复合材料层间Ⅰ型裂纹内聚力牵引-分离曲线重构
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作者 陶翀骢 张超 +1 位作者 季宏丽 裘进浩 《机械工程学报》 北大核心 2025年第24期109-117,共9页
内聚力模型被广泛应用于复合材料分层模拟分析,其关键参数包括层间强度、断裂韧性和牵引-分离曲线的形状。其中前两者对分层扩展行为的影响及相关的重演算法已多有报道,在非线性断裂过程中,牵引-分离曲线的形状对分层模拟结果具有重要... 内聚力模型被广泛应用于复合材料分层模拟分析,其关键参数包括层间强度、断裂韧性和牵引-分离曲线的形状。其中前两者对分层扩展行为的影响及相关的重演算法已多有报道,在非线性断裂过程中,牵引-分离曲线的形状对分层模拟结果具有重要的影响,但是针对该特性的测试通常需要采用如数字图像相关技术(Digital image correlation, DIC)等特殊设备,且尚未形成标准化的提取方法。提出一种针对Ⅰ型裂纹内聚力牵引-分离曲线的重构方法,一方面,采用限元法迭代更新内聚力区域内的裂纹张开量(Crack opening displacement, COD),结合J积分计算分层扩展的能量释放率;另一方面,采用双悬臂梁(Double cantilever beam, DCB)理论公式计算裂纹前沿的能量释放率,基于Dugdale条件建立了基于能量释放率的平衡关系;最终,采用梯度下降算法实现牵引-分离曲线的重构。该方法只需要采用DCB的力-位移数据作为输入,无需物理测量分层尖端的裂纹张开位移,避免了DIC等特殊设备的使用。针对式指数型、梯形和分段线性形式的牵引-分离曲线,开展了验证性虚拟试验,分析了力-位移数据量、有限元网格尺寸和测试噪声对重构结果的影响,验证了所提出重构方法的有效性和适用性。 展开更多
关键词 内聚力模型 牵引-分离曲线 双悬臂梁 纤维增强复合材料 分层模拟
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基于柔度法纤维梁柱单元的钢筋混凝土柱地震损伤分析
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作者 高营 郑亮 王万月 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期721-728,共8页
为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件... 为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件的刚度和承载力退化过程。对钢筋混凝土柱的双向加载振动台试验进行模拟分析,结果表明模拟模型可以较好地模拟构件的非线性动力行为和损伤分布情况。此外,所建立模型可以有效模拟构件的地震损伤演化过程,描述构件的薄弱部位,且具有较高计算效率和求解精度,可用于地震作用下建筑和桥梁结构倒塌过程分析。 展开更多
关键词 钢筋混凝土柱 纤维梁柱单元 损伤本构模型 损伤分析 地震作用
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钢套管再生混凝土加固柱抗震性能及影响参数研究 被引量:8
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作者 陈庆军 梁竣杰 +3 位作者 蔡健 黎哲 何岸 左志亮 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期206-217,256,共13页
通过1个未加固的钢筋混凝土柱和9个钢套管加固钢筋混凝土柱的低周反复加载试验,研究了钢套管加固柱的抗震性能。随后在ABAQUS中,利用经试验校验的纤维梁模型,进行钢套管再生混凝土柱的数值模拟,并对相关影响因素进行参数化分析。结果表... 通过1个未加固的钢筋混凝土柱和9个钢套管加固钢筋混凝土柱的低周反复加载试验,研究了钢套管加固柱的抗震性能。随后在ABAQUS中,利用经试验校验的纤维梁模型,进行钢套管再生混凝土柱的数值模拟,并对相关影响因素进行参数化分析。结果表明:经钢套管再生混凝土加固后,钢筋混凝土柱的抗震性能显著提升;在所研究的参数范围内,轴压比小于0.58时,加固柱抗侧承载力随轴压比的增大而提高,但轴压比大于0.58时,加固柱抗侧承载力随轴压比的增大显著下降,且损伤发展速度加快;钢套管厚度能提升加固柱的抗震性能,但提升幅度随厚度的增加而减缓;原柱轴压比对加固柱的力学性能和破坏模式有较大影响,且初始压弯组合应力显著降低高轴压比加固柱的压弯承载力;在钢套管的有效约束下,再生混凝土对构件整体承载力的影响不明显,但使得构件的抗震性能有所下降。 展开更多
关键词 钢套管 再生混凝土 低周反复加载试验 纤维梁模型 参数化分析
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火灾下混凝土结构破坏模拟的纤维梁单元模型 被引量:19
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作者 陈适才 陆新征 +1 位作者 任爱珠 江见鲸 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期72-79,共8页
为分析和模拟结构构件在火灾下的失效破坏过程,本文基于建筑结构分析中常用的纤维梁单元模型,建立了钢筋混凝土梁、柱构件的火灾破坏数值模型。此模型将构件截面划分成多个纤维,从而可以模拟构件截面的不均匀温度场分布以及高温下混凝... 为分析和模拟结构构件在火灾下的失效破坏过程,本文基于建筑结构分析中常用的纤维梁单元模型,建立了钢筋混凝土梁、柱构件的火灾破坏数值模型。此模型将构件截面划分成多个纤维,从而可以模拟构件截面的不均匀温度场分布以及高温下混凝土材料的开裂、压碎和钢筋屈服等行为。并根据全拉格朗日描述方法,推导了纤维梁单元的切线刚度矩阵,建立了纤维梁单元的增量求解方程。最后,将本文模型的模拟结果和多个具体试验结果进行了分析比较,进一步验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 纤维模型 梁单元 火灾反应 非线性
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基于纤维梁元模型的钢筋混凝土框架结构弹塑性时程分析 被引量:6
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作者 聂祺 唐曹明 林春哲 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2011年第S1期101-104,共4页
弹塑性时程分析方法可以同时考虑地震动的三要素(振幅、频谱和持时)和结构的动力弹塑性特性,对建筑结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的抗震性能合理评估和非线性发展过程、破坏机理正确分析具有重要意义。反复荷载作用下混凝土、钢筋... 弹塑性时程分析方法可以同时考虑地震动的三要素(振幅、频谱和持时)和结构的动力弹塑性特性,对建筑结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的抗震性能合理评估和非线性发展过程、破坏机理正确分析具有重要意义。反复荷载作用下混凝土、钢筋的本构模型的计算精度和适用性对基于材料模型的整体结构弹塑性时程分析结果的可靠性有着重要影响。但是由于混凝土材料的复杂性,目前还没有统一的本构模型可用于分析复杂应力条件下混凝土的非线性力学行为。建立了一个实用的混凝土和钢筋单轴滞回本构模型,编制了相应程序并利用用户材料子程序接口接入到ABAQUS软件中,基于纤维梁元模型,采用显式时间积分方法,对一个12层钢筋混凝土框架模型结构振动台试验进行了弹塑性时程分析。计算分析与试验数据的比较表明该模型具有较高的计算精度、效率及较好的适用性,适合作为纤维梁元模型中的混凝土、钢筋材料模型用于建筑结构的弹塑性时程分析当中。 展开更多
关键词 本构模型 纤维梁元模型 弹塑性时程分析 框架结构
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传统纤维模型的一些新发展 被引量:15
8
作者 陶慕轩 丁然 +3 位作者 潘文豪 许立言 周萌 聂建国 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期1-21,共21页
纤维模型是结构体系模拟技术发展中的重要里程碑,它具有简单、高效、通用的特点,近年来得到了广泛应用,但其基本假定决定了其在许多结构体系关键效应的模拟方面存在显著缺陷。该文综述了研究团队近7年来针对若干体系计算的关键难点对传... 纤维模型是结构体系模拟技术发展中的重要里程碑,它具有简单、高效、通用的特点,近年来得到了广泛应用,但其基本假定决定了其在许多结构体系关键效应的模拟方面存在显著缺陷。该文综述了研究团队近7年来针对若干体系计算的关键难点对传统纤维模型进行的大量改进和发展工作。首先在通用有限元程序MSC.MARC平台上开发完成了传统纤维模型并将其拓展至组合框架结构的模拟。随后针对四个体系模拟的关键难点,包括组合框架的楼板空间组合作用、核心筒连梁的非线性剪切和滑移效应、构件端部锚固纵筋滑移效应和钢筋混凝土梁柱构件开裂全过程行为,在对机理和规律充分研究的基础上,分别提出了考虑楼板空间组合作用的纤维模型、考虑剪切和滑移非线性的连梁纤维模型、考虑端部锚固纵筋滑移效应的纤维模型和裂缝宽度全过程定量预测的纤维模型等四个新型纤维模型。这些模型既保持了传统纤维模型的优点,同时能够较准确地考虑上述复杂效应,模拟结果得到了大量试验数据和精细有限元的充分验证。基于上述成果,团队同时开发了一套涵盖钢筋混凝土结构、钢结构以及组合结构等工程常用结构形式的非线性分析程序COMPONA-MARC,为结构体系的精细化模拟提供了强大的平台和工具。 展开更多
关键词 纤维模型 楼板空间组合作用 非线性剪切 锚固纵筋滑移 裂缝宽度 非线性分析程序 结构体系模拟 高效精细化模型
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钢管混凝土结构材料非线性的一种有限元分析方法 被引量:15
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作者 吴庆雄 陈宝春 韦建刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期68-74,共7页
为了更简单地考虑梁单元的材料非线性受力性能,把断面广义力和广义应变的概念运用于单元分析中,将单元的弹塑性刚度矩阵分离为弹性刚度矩阵和塑性刚度矩阵。这样,梁单元的变形可以由弹性变形和塑性变形简单地迭加,结构内力可通过弹性应... 为了更简单地考虑梁单元的材料非线性受力性能,把断面广义力和广义应变的概念运用于单元分析中,将单元的弹塑性刚度矩阵分离为弹性刚度矩阵和塑性刚度矩阵。这样,梁单元的变形可以由弹性变形和塑性变形简单地迭加,结构内力可通过弹性应变能的斜率(弹性刚度矩阵)与位移的乘积求得,从而在增量-迭代计算时可较准确且较快地计算出结构变形后的不平衡力。应用这一计算方法,推导了基于纤维模型的三维梁单元的钢管混凝土结构的有限元基本公式,并将其植入能考虑几何非线性的三维梁单元非线性计算程序NL_Beam3D中以计算结构的双重非线性问题。算例分析表明该方法和程序能较准确地反映钢管混凝土结构的双重非线性特性。 展开更多
关键词 有限元 材料非线性 钢管混凝土 纤维模型 梁单元 几何非线性
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混凝土结构抗震非线性分析模型、方法及算例 被引量:143
10
作者 叶列平 陆新征 +2 位作者 马千里 汪训流 缪志伟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第S2期131-140,共10页
结构在大震作用下会进入非线性并产生损伤,准确预测地震荷载下钢筋混凝土结构的非线性行为,对评估混凝土结构的抗震安全性具有重要意义。清华大学土木工程系近年来开发的适用于钢筋混凝土杆系结构的纤维模型THUFIBER程序,适用于预应力... 结构在大震作用下会进入非线性并产生损伤,准确预测地震荷载下钢筋混凝土结构的非线性行为,对评估混凝土结构的抗震安全性具有重要意义。清华大学土木工程系近年来开发的适用于钢筋混凝土杆系结构的纤维模型THUFIBER程序,适用于预应力混凝土杆系结构的纤维模型NAT-PPC程序,以及适用于剪力墙结构的分层壳墙元模型的非线性分析程序。这些程序可以直接将构件的非线性节点力(轴力、剪力和弯矩)、节点变形(平动和转动)和材料的非线性应力-应变行为联系起来,可以模拟各种复杂受力构件的滞回行为和轴力-双向弯曲-剪切耦合行为,借助通用有限元程序方便的前后处理功能和非线性计算功能,该程序可以准确模拟地震作用下结构的三维非线性地震响应,也可模拟爆炸、倒塌等极端非线性行为,通过一系列的数值分析与试验结果的对比和工程应用算例,说明所研发程序的精度和计算能力。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 地震 非线性 杆件 纤维模型 剪力墙 分层壳单元
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盾构隧道管片结构设计几个问题的探讨 被引量:15
11
作者 肖明清 王少锋 +1 位作者 龚彦峰 唐曌 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第9期70-73,77,共5页
由于国内盾构隧道结构现有计算方法考虑因素不全面、部分计算方法不合理,造成盾构管片配筋量偏大,对管片预制及工程造价都带来很大影响。为提高现有盾构隧道结构设计方法的准确性和可靠性以及优化管片配筋,通过大量的盾构隧道结构计算... 由于国内盾构隧道结构现有计算方法考虑因素不全面、部分计算方法不合理,造成盾构管片配筋量偏大,对管片预制及工程造价都带来很大影响。为提高现有盾构隧道结构设计方法的准确性和可靠性以及优化管片配筋,通过大量的盾构隧道结构计算和工程经验,对多个设计问题进行分析,结果表明:深埋等复杂地质条件下长大盾构隧道结构计算需要考虑管片的环、纵向接头作用;极限状态法没有区分施工和运营工况受力特点等。通过研究提出以下解决方案:(1)采用改进管片接头单元的梁-弹簧模型,结合接头试验对抗弯刚度等取值进行优化;(2)考虑盾构隧道施工阶段为短暂设计工况,运营阶段为持久设计工况进行安全校核;(3)提出纤维梁单元模型,对管片配筋进行校核;(4)提出多种管片配筋优化设计方法,减少钢筋用量。 展开更多
关键词 盾构隧道 设计方法 梁-弹簧模型 安全校核 纤维梁单元 配筋优化
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基于Timoshenko梁理论纤维模型巨型钢框架结构非线性地震反应分析方法 被引量:3
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作者 徐国林 张令心 +1 位作者 孙景江 柏亚双 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第4期51-56,共6页
巨型钢框架结构中,组成主结构的杆件截面高度很大,荷载作用下截面剪切变形对杆件承载力和塑性发展的影响不能忽略,即基于弯曲梁理论的截面纤维模型梁柱单元用于此类结构非线性分析时精度并不高。本文基于刚度法将截面纤维模型与Timoshe... 巨型钢框架结构中,组成主结构的杆件截面高度很大,荷载作用下截面剪切变形对杆件承载力和塑性发展的影响不能忽略,即基于弯曲梁理论的截面纤维模型梁柱单元用于此类结构非线性分析时精度并不高。本文基于刚度法将截面纤维模型与Timoshenko梁理论结合,考虑剪切屈服与弯曲屈服相分离建立杆件单元刚度矩阵;通过有限元软件MSC.Marc二次开发,将单元矩阵嵌入到程序中,进行结构的动力非线性分析。采用此单元进行巨型钢框架结构的动力非线性反应分析,可以得到结构中屈服杆件的数量与位置。 展开更多
关键词 纤维模型 TIMOSHENKO梁理论 刚度矩阵 非线性分析
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RC桥墩弯剪破坏判别准则与抗震分析的改进模型 被引量:8
13
作者 孙治国 李宏男 +1 位作者 王东升 司炳君 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期42-50,共9页
为进一步发展考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土(RC)桥墩弯剪数值分析模型,分别基于修正的压力场理论(MCFT)和纤维梁柱单元模型计算了76个RC桥墩至极限荷载阶段时的剪切和弯曲变形,并根据两者之间的比值关系提出了桥墩弯曲-弯剪-剪切破坏... 为进一步发展考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土(RC)桥墩弯剪数值分析模型,分别基于修正的压力场理论(MCFT)和纤维梁柱单元模型计算了76个RC桥墩至极限荷载阶段时的剪切和弯曲变形,并根据两者之间的比值关系提出了桥墩弯曲-弯剪-剪切破坏模式的判别准则。根据桥墩破坏模式的不同,建立了桥墩弯剪数值分析的改进模型,以合理考虑桥墩弯曲与剪切变形间的耦合关系,并将模拟得到的桥墩滞回曲线与试验结果进行了对比。结果表明:桥墩剪切与弯曲变形的比值0.2和1.5可分别作为弯曲-弯剪-剪切破坏模式的判别标准,改进模型模拟得到的剪切及弯剪破坏RC桥墩滞回曲线与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 桥梁工程 RC桥墩 弯剪数值分析 破坏类别 纤维梁柱单元模型 修正的压力场理论
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不同模型对足尺钢框架振动台试验模拟的影响 被引量:2
14
作者 韩小雷 陈学伟 +1 位作者 梁崇 唐剑秋 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2010年第6期71-77,共7页
本文分别采用纤维单元模型和塑性铰单元模型对一个四层足尺钢框架振动台试验进行模拟分析,在三维空间非线性分析程序Perform-3D中进行动力非线性分析,比较分析结果,并与试验结果对比,以研究两种模型应用于钢框架整体结构非线性分析的计... 本文分别采用纤维单元模型和塑性铰单元模型对一个四层足尺钢框架振动台试验进行模拟分析,在三维空间非线性分析程序Perform-3D中进行动力非线性分析,比较分析结果,并与试验结果对比,以研究两种模型应用于钢框架整体结构非线性分析的计算精度。文中并讨论了纤维单元模型截面纤维的划分、塑性区长度的取值等问题。最后对采用组合梁的整体结构模型进行了动力非线性分析。结果表明,纤维模型的建模速度比塑性铰模型快,但塑性铰模型能模拟结构的倒塌时间。Perform-3D程序的纤维单元模型和塑性铰单元模型用于计算我国规范规定的7度和8度地震作用的多层钢框架结构,其结果是真实可靠的,而且计算结果偏于安全。 展开更多
关键词 纤维单元模型 塑性铰单元模型 组合梁 振动台试验 参数分析
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基于梁柱单元的钢筋混凝土桥墩地震损伤分析 被引量:6
15
作者 李正 李忠献 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期189-195,共7页
Faria-Oliver模型是一个简单而有效的混凝土损伤模型.基于Faria-Oliver模型提出了混凝土单轴损伤模型,且加以修正以更好地模拟混凝土单边效应;在ABAQUS软件平台上,编制了含有钢筋修正Menegotto-Pinto模型和混凝土单轴修正Faria-Oliver... Faria-Oliver模型是一个简单而有效的混凝土损伤模型.基于Faria-Oliver模型提出了混凝土单轴损伤模型,且加以修正以更好地模拟混凝土单边效应;在ABAQUS软件平台上,编制了含有钢筋修正Menegotto-Pinto模型和混凝土单轴修正Faria-Oliver损伤模型的用户材料子程序VUMAT,建立了纤维模型等效模拟方法;分别模拟了一钢筋混凝土桥墩试件的循环加载试验和一钢筋混凝土桥墩试件的振动台试验,模拟结果与试验结果基本吻合.研究表明:本文所给出的单轴本构模型及纤维模型等效模拟方法有效、适用;基于梁柱单元的钢筋混凝土桥墩地震损伤分析不仅计算效率高而且提供了地震损伤演化过程信息,具有较强的工程实用性. 展开更多
关键词 钢筋混凝土桥墩 地震损伤 单轴损伤本构模型 梁柱单元 纤维模型
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2种纤维弹塑性梁单元特性 被引量:2
16
作者 聂利英 郭青伟 李硕娇 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期442-446,共5页
首先对2种基于纤维截面的弹塑性梁单元,即沿单元长度积分的纤维弹塑性梁单元和基于子单元法建立的带长度的纤维塑性铰弹塑性梁单元的本构特征进行了分析,然后以地震作用下一桥梁工程为例,从静力和动力2个方面对比了这2种单元的主要非线... 首先对2种基于纤维截面的弹塑性梁单元,即沿单元长度积分的纤维弹塑性梁单元和基于子单元法建立的带长度的纤维塑性铰弹塑性梁单元的本构特征进行了分析,然后以地震作用下一桥梁工程为例,从静力和动力2个方面对比了这2种单元的主要非线性特性.结果表明:前者可以模拟受力过程中沿单元长度方向截面刚度的连续变化,后者则可以体现双线性特征;带长度的纤维塑性铰弹塑性梁单元是对纤维弹塑性梁单元的一种较好的近似,但在动力分析中,如果有未屈服构件的显著影响,则会出现相对略大的差异. 展开更多
关键词 纤维截面模型 弹塑性梁单元 本构特征
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基于高效精细化连梁计算单元的高层结构核心筒地震行为模拟 被引量:1
17
作者 丁然 陶慕轩 聂建国 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第S2期79-84,90,共7页
钢筋混凝土联肢剪力墙和核心筒在多高层结构体系中有着广泛应用。本文基于所开发的用于钢筋混凝土连梁地震反应分析的考虑非线性剪切的纤维梁单元,结合常规不考虑非线性剪切的纤维梁单元和分层壳单元,在通用有限元软件MSC.MARC(2007r1)... 钢筋混凝土联肢剪力墙和核心筒在多高层结构体系中有着广泛应用。本文基于所开发的用于钢筋混凝土连梁地震反应分析的考虑非线性剪切的纤维梁单元,结合常规不考虑非线性剪切的纤维梁单元和分层壳单元,在通用有限元软件MSC.MARC(2007r1)平台上建立了一种新的联肢剪力墙和核心筒分析模型。模型分别采用所开发连梁单元、分层壳单元和常规纤维梁单元模拟钢筋混凝土连梁、剪力墙和边缘约束构件,具有高效、准确、建模方便的特点。首先利用相关联肢墙拟静力试验验证模型的准确性。随后对一31层高的核心筒结构进行地震反应模拟,重点对地震激励过程中核心筒内各处连梁的受力规律进行了详细分析,并与采用分层壳单元的计算模型进行了对比。本文提出的联肢剪力墙、核心筒计算模型为基于通用有限元软件平台的高层结构体系弹塑性分析提供了一种新的工具。 展开更多
关键词 钢筋混凝土连梁 联肢剪力墙 核心筒 纤维梁单元 非线性剪切 地震行为
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基于FENAP平台的钢筋混凝土桥墩非线性动力分析 被引量:8
18
作者 禚一 李忠献 李宁 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期906-911,共6页
为精细模拟钢筋混凝土桥墩的非线性动力行为,基于钢筋混凝土纤维梁柱单元实用模拟分析平台FENAP,研究了结合纤维梁柱单元与有限元软件ABAQUS进行非线性动力分析的原理,推导了动力分析过程,并开发了FENAP平台的非线性动力分析模块.应用... 为精细模拟钢筋混凝土桥墩的非线性动力行为,基于钢筋混凝土纤维梁柱单元实用模拟分析平台FENAP,研究了结合纤维梁柱单元与有限元软件ABAQUS进行非线性动力分析的原理,推导了动力分析过程,并开发了FENAP平台的非线性动力分析模块.应用该模块分别模拟了钢筋混凝土桥墩在单向地震激励下的数值试验和钢筋混凝土桥墩在双向地震激励下的振动台试验.结果表明,基于FENAP平台所开发的非线性动力分析模块,可有效模拟钢筋混凝土桥墩的复杂非线性行为,可考虑双向弯矩和轴力的耦合作用,且求解精度和计算效率较高,为长大桥梁结构的地震灾变过程模拟提供了一种实用分析手段. 展开更多
关键词 钢筋混凝土 桥墩 精细化模型 纤维梁柱单元 非线性动力分析 模拟平台 双向地震激励
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钢-混凝土组合梁收缩和徐变的影响分析和计算 被引量:16
19
作者 孙海林 叶列平 陆新征 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2006年第S1期899-902,898,共5页
采用纤维模型编制了有限元程序,利用MC90收缩和徐变模型对简支钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下的变形进行了分析,计算结果与试验结果相吻合。论文同时对现行规范方法和文献方法进行了分析,现行规范中考虑收缩和徐变的计算方法不全面,... 采用纤维模型编制了有限元程序,利用MC90收缩和徐变模型对简支钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下的变形进行了分析,计算结果与试验结果相吻合。论文同时对现行规范方法和文献方法进行了分析,现行规范中考虑收缩和徐变的计算方法不全面,且偏于不安全,而文献的其它方法在收缩变形分析中也存在一些不足。为此,本文基于所建议的数值模型对影响组合梁长期变形的收缩和徐变参数进行了分析,并根据徐变和收缩引起的长期变形的机制,建议徐变变形计算采用"有效弹性模量"的换算截面法,收缩变形采用直接法计算,使得计算概念更为合理,且比现有方法与试验结果吻合更好。 展开更多
关键词 钢-混凝土组合梁 收缩 徐变 纤维模型 长期变形 有效模量
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采用静–动力转换方法的钢管混凝土框架受火倒塌非线性分析 被引量:1
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作者 王景玄 王文达 李华伟 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期53-60,共8页
火灾引起结构倒塌不同于其他瞬时倒塌破坏(地震、冲击或者爆炸),倒塌全过程为准静态平衡和动态相结合的复杂过程。为研究局部火灾引起的钢管混凝土框架结构倒塌破坏机理和动力响应,基于ABAQUS预定场和重启动功能,采用静–动力转换分析... 火灾引起结构倒塌不同于其他瞬时倒塌破坏(地震、冲击或者爆炸),倒塌全过程为准静态平衡和动态相结合的复杂过程。为研究局部火灾引起的钢管混凝土框架结构倒塌破坏机理和动力响应,基于ABAQUS预定场和重启动功能,采用静–动力转换分析方法进行某9层钢管混凝土空间框架结构体系的受火连续性倒塌非线性分析,研究该结构第6层角部开间受火场景下的倒塌破坏模态,分析梁、柱构件受火失效引起的空间框架全过程倒塌机理及整体结构产生动力效应的影响规律。框架梁柱构件均采用纤维梁单元,钢筋混凝土楼板采用分层壳单元,钢材和混凝土材性采用自定义开发的单轴本构材料模型。分析结果表明,静–动力转换方法可以较好地模拟结构受火倒塌全过程,节省计算时间,同时能够反映结构的动力特性。由空间框架倒塌全过程示意可知,角柱失效后触发结构发生局部连续倒塌破坏,倒塌临界时间为253 min(4.2 h),结构整体的耐火时间远大于单个构件的耐火要求。火灾引起结构的局部倒塌全过程分为5个阶段:受火初期膨胀阶段、局部屈曲阶段、短暂平衡阶段、卸载阶段和局部倒塌破坏阶段;前4个阶段为长持时的准静态分析,第5阶段为非线性动力问题。此外,受火区域竖向构件失效后,其卸载传力路径遵循就近原则。 展开更多
关键词 钢管混凝土 连续倒塌 火灾响应 纤维模型 静–动力转换法 非线性分析
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