针对opensees的rc框架结构非线性分析.pdf

II Y2358506 Nonlinear FiniteElement Analysis ofRC Frame Structure Based on OpenSEES by ZHOU Liang .(LanzhouUniversity)201 Athesis submitted inpartial satisfaction ofthe Requirements forthedegree of Master ofEngineering ln Civil Engineering inthe Graduate School of Hunan University Supervisor Professor ZHANG Wangxi May,2013 湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:阀、钆日期:力廖年舌月g Et 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密口,在年解密后适用本授权书。 2、不保密团。(请在以上相应方框内打“4”) 作者签名:7司、氛翮虢础融午日期:Ⅻ)>年‘月髫日 Et期:)o鸿年6月留日工程硕士学位论文摘要钢筋混凝土框架结构平面布置灵活多样,传力机制简明清晰,是我国多高层建筑中最常用的结构形式;此外,因为其具有较高的承载力、良好的延性和整体性,被广泛应用于地震设防区,因而研究钢筋混凝土框架结构的抗震性能具有重要的意义。基于有限元分析软件的结构非线性分析方法作为一种高效、实用的研究手段被广泛应用于地震工程领域。本文在广泛参阅国内外相关文献的基础上,进行了以下几方面的研究: 1、首先,对基于有限单元刚度法和基于有限单元柔度法的非线性纤维梁柱单元基本理论进行简单论述。其次,以一钢筋混凝土悬臂柱为例对OpenSEES程序中的三种非线性纤维梁柱模型(DB单元、FB单元和HB单元)的单元划分、积分段划分和截面纤维划分问题进行研究,结果表明:对于DB单元,应将一个构件划分为5个或以上单元,对于FB单元一个构件划分为一个单元即可;对于DB 单元和FB单元,单元内应使用4个或以上积分点;对于这3种梁柱单元,截面均应划分为6×6或更精细的纤维网格。 2、基于OpenSEES程序,对一钢筋混凝土框架结构试验进行数值模拟,模拟结果与试验结果高度吻合,验证了模型的准确性。对特定模型参数和建模方法进行研究,认为在建立钢筋混凝土框架结构数值模型时,不应考虑框架柱受力钢筋的强化;梁柱节点应采用纤维梁柱单元组合节点区单元来模拟;整体框架模型则可不加入节点区单元,仅采用纤维梁柱单元就能取得良好的计算效果。 3、采用静力分析方法,研究了框架柱轴压比、配筋率和现浇楼板对框架结构延性和耗能能力的影响,结果表明:降低框架柱的轴压比可以提高框架结构的延性;提高框架柱的配筋率可以增强结构的延性和耗能能力;现浇楼板的存在会降低结构的延性和耗能能力,并且降低程度随有效翼缘宽度取值的增大而增大。 4、采用动力非线性分析方法,研究了框架柱轴压比、现浇楼板和框架梁截面尺寸对结构抗震性能的影响,结果表明:降低框架柱的轴压比可以有效提高结构的抗震性能;现浇楼板的存在和框架梁的截面尺寸过大会影响结构在罕遇地震下“强柱弱梁”屈服机制的形成,使结构出现薄弱层破坏,降低结构的抗震性能。关键词:RC框架结构;非线性分析;抗震性能;OpenSEES 基于OpenSEES的RC框架结构非线性分析 Abstract Reinforeed concrete structure has flexible and diverse itsforce transfer mechanism iSalsoclear and concise,therefore RC frame structure iSused in multistory and high monly,and itiswidely used inthe earthquake fortification area foritshigh load capability,good ductility and research on anti-seismi