原创《考虑损伤累积效应拱形立体桁架结构倒塌分析》：本论文为您写桁架毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：
以实际工程为背景,通过ABAQUS损伤材料子程序对拱形立体桁架结构进行连续倒塌分析,考虑了杆件失稳的影响,研究了该类结构在强震作用下的倒塌破坏机理和破坏模式.结果表明,强震作用下,拱形立体桁架结构杆件损伤不断累积,刚度逐渐退化,最终失效退出工作.损伤累积效应使杆件应力减小,应变增大,同时节点位移幅值增大.在地震波作用下,中间主桁架柱腹杆最先失效退出工作,随后失效区域沿主桁架平面外方向扩展并由柱脚发展至结构顶部.地震作用结束后,主桁架1/4跨度处腹杆以及部分长细比较大的柱腹杆发生失稳破坏.考虑杆件失稳的影响,将导致部分杆件提前失效,但对整个结构的破坏模式影响不大.
关键词：
桁架结构；强震作用；倒塌分析；损伤累积；杆件失稳
中图分类号：TU3933
文献标志码：A
文章编号：16744764（2014）04000108
大跨度拱形立体桁架结构作为一种新型空间结构形式,近年在会展中心、体育场馆、车站站台雨棚等大型公共建筑中被广泛应用.作为大型公共建筑,一旦发生连续倒塌破坏,将会带来不可估计的人员伤亡和财产损失,因此研究该类结构在强震作用下的抗倒塌性能十分必要.
文献[1]采用平均反应谱法研究了钢管拱桁架在地震荷载作用下的动力响应,分析了多点激励方式对结构地震响应的影响.文献[2]采用多模态 分析方法对钢管拱桁架在罕遇地震作用下的抗震性能进行了研究,并考虑了压杆失稳对结构抗震性能的影响.文献[3]对强震作用下大跨度拱形立体桁架结构的动力失效机理、整体倒塌判别准则进行了研究.文献[4]考虑了损伤累积效应对钢管拱桁架抗震性能的影响.以上研究大多选取单榀拱形立体桁架为研究对象,而整体结构的连续倒塌破坏机理、破坏模式等还有待深入研究.目前,结构连续倒塌分析方法主要包括备用荷载路径法、增量动力分析法等.备用荷载路径法大多局限于钢框架结构[57]、钢屋架结构[8]和多高层RC框架结构[910]等梁柱结构体系以及具有平面对称性的网格结构[11]体系,忽略了构件失效的原因并需假定失效构件位置.而对于拱形立体桁架结构而言,杆件数量众多,且失效位置并不确定,通过移除某根或某几根杆件并不会引起结构的连续倒塌,采用备用荷载路径法将导致计算量庞大且效率较低.
针对以上问题,本文采用考虑损伤累积效应的方法对拱形立体桁架结构进行倒塌分析.目前适用于钢结构的累积损伤破坏准则主要包括：累积塑性变形准则[1213]、最大主应变破坏准则[14]和能量耗散准则[15]等.本文采用了累积塑性变形准则,以实际工程为背景,编制了ABAQUS损伤材料子程序,考虑了损伤累积效应和杆件失稳的影响,给出了结构连续倒塌破坏的能量判别准则,研究了该类结构在强震作用下的破坏机理和破坏模式,并分析了损伤累积效应对杆件内力和节点位移的影响.韩庆华,等：考虑损伤累积效应的拱形立体桁架结构倒塌分析
1考虑损伤累积效应的材料子程序
11理想弹塑性材料模型
在有限元分析过程中,材料模型的主要任务是实现各增量步之间的应力传递,根据传入的应变增量计算应力增量.对于弹塑性模型,要保证更新后的应力状态满足一定要求.如果在增量过程中发生了屈服,那么更新后的应力状态点应该落在更新后的屈服面上.
应力更新算法主要分为两步,一是弹性试算,二是对弹性试算应力进行塑性修正,确保应力状态点不超过屈服面.
弹性试算时假定当前增量步的应变增量为弹性应变.规定各变量在增量步开始、结束时上标分别为0和t,则σ0表示增量步开始时的应力,σt为增量步结束时的应力.e表示弹性阶段,根据胡克定律有
桁架论文参考资料：
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