国家自然科学基金(51378291)
- 作品数：13 被引量：79H指数：6
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- 相关机构：清华大学中国市政工程中南设计研究总院有限公司电力规划设计总院更多>>
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- 组合构件纤维模型的建模策略——单元划分和截面离散被引量：4
- 2016年
- 为兼顾纤维模型的精度、效率和数值稳定性,对纤维模型用于组合构件非线性分析时的建模策略进行参数分析,重点研究了合理单元划分方式和高效截面离散模式。当采用一点积分的基于位移的标准有限单元纤维模型时,合理的单元网格尺寸建议选为跨中集中加载简支构件等效塑性铰长度的一半,从而可准确模拟塑性铰区的曲率突变特征,并有效克服应变软化导致的病态网格依赖问题。当采用纤维中点积分准则以及纤维均匀分布模式时,分别采用8根、24根、32根纤维离散组合梁、圆形钢管混凝土及矩形钢管混凝土截面,就能足够准确地模拟组合构件在复杂往复荷载作用下的滞回特性。
- 陶慕轩聂建国
- 关键词：纤维模型组合梁钢管混凝土
- 材料单轴滞回准则对组合构件非线性分析的影响被引量：9
- 2014年
- 材料单轴滞回准则的选择是采用纤维模型进行组合构件非线性分析的关键问题之一。首先给出了混凝土、钢筋和钢材的精细滞回准则和简单滞回准则,以及精细滞回准则的程序实现流程,其中混凝土材料的精细滞回准则通过对已有模型的改进可准确考虑任意可能复杂加卸载路径下各类混凝土材料的强度退化和刚度退化特征。通过对组合梁和钢管混凝土柱的抗震性能试验进行模拟,验证了精细滞回准则的模拟精度。研究了材料单轴滞回准则对组合构件整体滞回性能模拟结果的影响。分析结果表明:钢材滞回准则是影响组合构件抗震性能模拟精度的关键因素,应考虑钢材的包辛格效应,而混凝土材料的滞回准则对非线性分析结果的影响很小,采用简单滞回准则即可取得较好的模拟精度。
- 陶慕轩聂建国
- 关键词：组合梁纤维模型包辛格效应刚度退化
- 转动裂缝模型在钢筋混凝土构件非线性剪切分析中的应用被引量：1
- 2014年
- 基于钢筋混凝土转动裂缝模型,应用平面膜单元对钢筋混凝土构件进行全过程非线性剪切分析。通过选择材料单轴本构、总结复杂的平面应力状态、归纳三种主应变空间下的主应变状态及其刚度矩阵共轭项计算方法,改善平面膜单元在有限元分析中的数值稳定性。选取弯-剪作用下钢筋混凝土梁与压-弯-剪作用下剪力墙试验建立有限元模型进行对比验证,试验实测与有限元分析结果吻合良好。对比结果表明,全面细致地考虑可能出现的各种应力状态,依据三种主应变空间下的主应变状态及其刚度矩阵计算方法,可以得到较好的有限元分析的数值稳定性和精度,基于转动裂缝模型的平面膜单元为压-弯-剪作用下的钢筋混凝土构件的全过程非线性分析提供了有效的分析途径。
- 周萌聂建国
- 关键词：钢筋混凝土梁钢筋混凝土剪力墙
- 面向体系非线性分析的钢管混凝土柱-组合梁节点多尺度高效数值模型被引量：9
- 2014年
- 基于组合结构非线性分析软件COMPONA-MARC V1.2,提出面向体系非线性分析的钢管混凝土柱-组合梁节点多尺度高效数值模型,该模型能准确反映梁端、柱端以及节点域的耗能特征。首先建立模型的总体框架,采用较为简洁的多尺度连接方案,并从节点传力机理的角度证明其合理性。其次,在单向地震作用下楼板空间组合效应模型的基础上,通过对极限正弯矩有效宽度进行折减,提出双向地震作用下考虑楼板空间组合效应的组合梁纤维模型。随后,选取基于裂缝带模型的组合节点域混凝土单轴受拉软化模量计算公式,重点讨论平均裂缝间距这一关键参数的取值方法,给出与开裂应变相关的剪力传递系数计算方法的建议。最后采用本模型对一系列平面和空间组合节点的抗震性能试验进行模拟,充分证明本模型的准确性与合理性。
- 陶慕轩聂建国
- 关键词：双向地震
- 考虑楼板大开洞及大质量比附属设施的结构抗震性能实例研究被引量：6
- 2016年
- 对某楼板大开洞且具有大质量附属设施的复杂钢筋混凝土厂房结构开展抗震性能实例研究。楼板大开洞会导致构件缺少有效的楼板约束,从而使构件发生显著的横向振动,最终构件在双向弯矩等复合内力作用下发生破坏,必须采用分布塑性铰纤维模型对该重要现象进行精细模拟,并应在设计中重点关注该类构件的横向抗弯承载力。大质量比附属设施作为非传统质量调谐阻尼器(TMD),可采用Tsai和Lin建议的简化公式进行参数优化,从而能显著减小主结构的动力响应。对于覆盖面积较大的多点弹簧支撑附属设施,必须有效考虑扭转效应导致的加速度放大,同时不能忽略大质量比对附属设施楼层反应谱的衰减作用。
- 丁然陶慕轩周萌聂建国周建军赵春莲
- 关键词：汽机楼层反应谱
- 大跨度固接钢-混凝土组合楼盖关键技术分析被引量：3
- 2015年
- 固接钢-混凝土组合楼盖相比于传统混凝土楼盖、纯钢结构楼盖及铰接组合楼盖具有跨度大、结构高度小、用钢量少、受力性能好、整体性强等优势。目前,限制大跨度固接组合楼盖推广应用的主要问题是缺乏完善的实用分析计算与设计方法。以某高层建筑综合体底层大跨度结构为实际工程背景,基于内力计算、组合梁截面设计、舒适度验算以及节点设计等方面,研究大跨度固接组合楼盖的实用分析计算与设计方法。研究结果表明:大跨度固接组合楼盖的舒适度验算应采用基于动力响应法的评价标准,主梁梁端的负弯矩区截面的长度约为0.2倍梁长;考虑地震作用组合工况,对主梁负弯矩设计值影响不显著,大跨度固接主梁的内力计算在设计时可以仅考虑竖向静载工况作用。
- 周萌刘诚陶慕轩聂建国
- 关键词：钢-混凝土组合结构楼盖大跨度有限元分析
- 独柱高架站台组合结构体系设计及分析被引量：14
- 2015年
- 高架站台作为城市轨道交通的枢纽,具有站桥合一的特点。针对"干"字形独柱-长悬臂体站台的复杂结构,采用钢-混凝土组合结构体系方案进行优化,介绍了工程设计中结构建模,构件设计,抗震性能等关键技术问题。分别采用有限元计算软件MIDAS.GEN和MSC.MARC进行反应谱法设计及罕遇地震作用下弹塑性时程分析。分析结果表明:基于通用有限元程序MSC.MARC二次开发的纤维模型,适用于组合结构体系的非线性分析,能高效准确地模拟罕遇地震作用下站台结构的动力弹塑性行为;采用组合结构的高架站台结构能有效减小自质量,降低地震作用,提高抗震性能,实现结构轻量化的设计目标。
- 许立言聂建国丁然马国友王永
- 关键词：组合结构弹塑性时程分析纤维模型抗震性能
- 组合框架-核心筒体系抗震性能动力弹塑性分析方法被引量：8
- 2015年
- 基于通用有限元程序MSC.MARC进行二次开发,对组合框架-核心筒体系的不同构件在罕遇地震作用下的动力弹塑性行为进行精细化模拟,提出了组合框架-核心筒体系抗震性能动力弹塑性分析方法。采用已有的振动台试验结果对建议的方法进行验证,对比结果表明建议方法具有较高的精度和效率。对一简化高层结构进行罕遇地震作用下弹塑性分析,计算结果表明:框架-核心筒体系中框架部分在罕遇地震作用下能够承担更多地震作用,进而发挥"二道防线"作用。
- 李一昕陶慕轩丁然聂建国
- 关键词：组合结构有限元分析弹塑性分析抗震性能
- 传统纤维模型的一些新发展
- 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。本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...
- 陶慕轩丁然潘文豪许立言周萌聂建国
- 关键词：纤维模型
- 文献传递
- 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Ⅰ:原理与开发被引量：7
- 2016年
- 长期以来,普通配筋钢筋混凝土(RC)连梁在剪力墙、框架核心筒等高层结构体系中均得到了广泛的应用。在对该类体系进行地震反应分析时,迫切需要一个高效、准确且建模方便的连梁计算单元。该文基于对国内外普通配筋RC连梁试验的归纳总结及各类考虑非线性剪切效应的构件计算模型的充分比较,提出了在传统的基于纤维截面模型的分布塑性铰梁单元的基础上引入截面剪力-剪切变形关系和剪力-剪切滑移关系的单元开发思路。通过对通用有限元程序MSC.MARC(2007r1)的梁单元截面模型接口进行二次开发,实现了一种适用于普通配筋RC连梁非线性地震反应分析的纤维梁单元。提出了适用于普通配筋RC连梁的剪力-剪切变形骨架曲线和滞回规则,模型可充分体现捏拢、强度和刚度退化、承载力下降等RC连梁复杂的受剪特性,并可考虑任意复杂加载路径。特别针对RC连梁特有的剪切滑移现象,提出相应的剪力-剪切滑移骨架曲线和滞回规则,可充分体现剪力-剪切滑移关系中捏拢、强度和刚度退化等现象,同时引入剪切滑移和剪切受压极限曲线实现不同破坏模式的判断。利用剪力-剪切变形关系和剪力-剪切滑移关系,分别开发了剪切单元和滑移单元,并将二者结合实现对连梁构件的模拟分析。
- 丁然聂建国陶慕轩
- 关键词：钢筋混凝土连梁地震反应分析纤维梁单元剪切滑移
