基于物理理论滞回模型的空间桁架结构地震连续倒塌分析

摘要

近年来地震连续倒塌分析多基于商用软件,限制了相关研究的深入发展.该文基于物理模型,通过开发合理的杆单元,能模拟杆件非弹性滞回行为中复杂的物理现象,例如受拉屈服、受压非弹性屈曲、杆件的连续伸长效应以及由Bauschinger效应影响的屈曲临界力的降低等,通过与先前试验结果对比,验证了该单元准确性;把该单元模型运用到结构分析中,通过显式动力求解,实现了桁架结构的非线性动力屈曲分析,并以一个三层空间桁架结构为例,通过与有限元软件ANSYS计算结果对比,验证了该文提出的计算方法的可靠性以及单元开发的必要性;定义了该单元的断裂准则,实现了结构地震连续倒塌分析,并与强度断裂准则进行对比,证明该单元断裂模式能较合理地评估输电塔的抗地震倒塌能力;最后通过对汶川地震中输电塔的实际倒塌形态与计算机模拟倒塌形态进行对比,两者非常相似,证明了该文提出的计算方法和断裂模式可用于实际大型结构计算.