ABAQUS在超高层建筑结构应力损伤分析中的应用研究

摘要

为了更加精准的发现建筑结构的薄弱部分，高效、准确的评估罕遇地震作用下建筑结构的抗震性能，论文从工程实例的整体模型出发，利用数值模拟计算平台ABAQUS探讨了在地震作用下超高层建筑结构应力损伤情况的应用研究。
　　论文建立在理论研究的基础上，通过使用有限元分析软件ABAQUS，结合合肥某较为复杂的超高层建筑，进行了罕遇地震情况下的结构动力弹塑性时程分析。对其在大震地震波作用下各层楼板及整体框架的应力损伤情况进行了详细的探究，并对计算结果进行了分析比较，验证了该工程的结构体系以及结构构件布置基本上是合理的。损伤分析结果表明:对于楼板有凹进、平面不规则、带有转换的高层剪力墙结构，地震水平作用力主要是通过墙体自身传递，楼板在传递水平地震作用力方面所起的作用不大，楼板出现较为严重损坏的原因主要是由于自身变形过大。对于此类超限建筑结构，通过合理的布置墙体位置，并对结构的关键部位采取有针对性的抗震加强措施，即能够满足“大震不倒”的要求。
　　论文研究表明使用数值模拟地震作用，进行抗震设计是可行的。在罕遇地震作用下，弹塑性时程分析是一种可靠而有效的方法，能够保证超高层建筑结构实现抗震设防目标。除了常规的结构响应，ABAQUS有限元软件还可以分析地震荷载作用，实时提供震害分布情况和结构损害进化的信息，地震作用下建筑结构的薄弱部位和进入塑性阶段的步骤也可以准确的呈现，为结构优化提供了关键的信息，具有重要的意义。验证了在评估罕遇地震作用下建筑结构的抗震性能时运用弹塑性时程分析是较为有效的。这也证明了大型通用有限元分析软件在现代高层建筑结构设计中起着非常重要的作用，为指导抗震设计方法提供了依据。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究进展

1．2．1 有限单元法在土木工程领域中的应用

1．2．2 理论研究与数值模拟

1．3 本文研究目的和主要内容

2 通用有限元分析软件ABAQUS简介

2．1 数值模拟计算平台ABAQUS简介

2．2 ABAQUS基本分析过程

2．3 ABAQUS的子模型技术

2．3．1 ABAQUS子模型简介

2．3．2 子模型技术的基本原理

2．3．3 子模型法分析流程测试及确定

3 地震动时程的选择方法及应用

3．1 弹塑性时程分析发展现状

3．2 弹塑性分析方法简述

3．3 地震动时程的选择方法

3．4 基于理论计算的弹塑性时程分析

4 罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析

4．1 地震波的选取

4．2 计算方法

4．2．1 计算方法的选择

4．2．3 本工程在罕遇地震作用下的性能目标

4．3 计算模型

4．4 计算参数

4．4．1 本构关系

4．4．2 计算假定

4．4．3 计算单元

4．4．4 地震波的选取

4．4．5 模型准确性的判别

4．4．6 结构安全评估方法

4．4．7 动力弹塑性方案

4．5 工程实例

4．5．1 地震作用

4．5．2 场地工程地质条件概述

4．5．3 塔楼地基基础设计

4．5．4 结构的超限类型

4．5．5 结构体系和主要构件

5 ABAQUS在工程中模拟地震损伤分析中的应用

5．1 场地波分析结果

5．2 天然波1分析结果

5．3 天然波2分析结果

5．4 底层地震剪力

5．5 最大位移角

5．6 弹塑性分析小结

6 结论

1 主要结论

2 展望

参考文献

致谢

作者简介