考虑钢筋混凝土结构局部弹塑性的地震响应分析

摘要

地震是人类社会面临的最严重自然灾害之一，我国处于环太平洋和亚欧地震带之间，地震发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、震害严重。钢筋混凝土结构作为一种常用的结构形式，广泛应用于各种工业、民用建筑设计中。在罕遇地震作用下，结构将进入弹塑性阶段，结构刚度发生变化，在梁、柱端形成塑性铰，产生塑性应力重分布。本文在系统分析和总结目前国内外地震作用下结构研究概况的基础上，采用通用有限元软件ANSYS，考虑结构局部的弹塑性，对地震作用下的钢筋混凝土结构进行了弹塑性有限元分析。其主要内容分为以下几个部分：
　　 1、简单的介绍和回顾了国内外框架结构的弹塑性分析研究现状；就结构弹塑性分析采用的结构模型、滞回模型进行了系统性的描述；针对双线性恢复力模型上的三类拐点，作了相关的介绍，并给出了相应的处理方法。
　　 2、运用ANSYS软件建立了单、多自由度结构的弹塑性分析模型，采用双线性恢复力模型，研究了结构在地震作用下的时程响应和相应的滞回曲线。为了说明ANSYS分析结果的可靠性与准确性，采用MATLAB编程语言编制了相应的计算程序，从多个方面与ANSYS的计算结果进行比较分析。
　　 3、基于假设的前提下，根据钢筋和混凝土的本构关系，推导了钢筋混凝土截面的弯矩-曲率关系。使用MATLAB编程语言编制了相应的计算程序，并结合-算例进行分析，同时结合相关文献、计算公式进行比较，确保MATLAB编程的可靠性和计算结果的准确性。
　　 4、考虑框架结构局部的弹塑性，采用三组不同的地震波，对一框架结构进行数值模拟分析。通过改变相关的参数，分析在参数变化的情况下，该框架结构的动力时程响应和相应的滞回曲线。通个对比分析、归纳总结，得出一些有意的结论，具有一定的参考价值和指导意义。