地震作用下相鄰結(jié)構(gòu)碰撞的非線性動(dòng)力反應(yīng)分析.pdf

1、地震是造成當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)災(zāi)害的主要因素之一,在地震作用下,由于相鄰建筑結(jié)構(gòu)一般處于不同的振動(dòng)相位,結(jié)構(gòu)間極易發(fā)生相互碰撞,而碰撞可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的損壞甚至整體倒塌。究其原因,主要是由于相鄰結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性差異較大,結(jié)構(gòu)間距難以滿足結(jié)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的最低位移需求。在近幾十年間的地震中,曾多次觀察到相鄰結(jié)構(gòu)間的碰撞現(xiàn)象,并且造成了結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。同時(shí)研究表明,我國(guó)仍有相當(dāng)數(shù)量的建筑結(jié)構(gòu)存在著潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn),因此,研究相鄰結(jié)構(gòu)碰撞對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響

2、及分析碰撞的破壞機(jī)理具有重要的意義。結(jié)構(gòu)碰撞的數(shù)值仿真不僅可以對(duì)復(fù)雜的碰撞機(jī)理進(jìn)行分析研究,而且可以對(duì)結(jié)構(gòu)碰撞現(xiàn)象做出解釋。針對(duì)上述問題,許多學(xué)者采用了簡(jiǎn)化的模型對(duì)碰撞問題進(jìn)行模擬研究,但是想要得到更為精確的結(jié)果,勢(shì)必要建立更為精細(xì)化的模型。本文以相鄰不等高鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的碰撞反應(yīng)為研究對(duì)象,建立了精細(xì)化的三維有限元模型,考慮了鋼筋及混凝土材料的非線性,對(duì)如下幾個(gè)方面展開了研究:
　　1.針對(duì)常用的碰撞問題的研究方

3、法進(jìn)行了分析與總結(jié),主要包括恢復(fù)系數(shù)法和接觸單元法。對(duì)比分析了四種最基本的碰撞單元模型。介紹了顯式動(dòng)力有限元中接觸的判定準(zhǔn)則及接觸算法。
　　2.采用ANSYS/LS-DYNA顯式動(dòng)力學(xué)有限元軟件,針對(duì)相鄰不等高單層結(jié)構(gòu)建立精細(xì)化三維模型,研究碰撞對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響,分析了地震動(dòng)水平、結(jié)構(gòu)周期比及質(zhì)量偏心對(duì)結(jié)構(gòu)碰撞的影響。
　　3.選取相鄰不等高多層框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,研究了碰撞對(duì)多層結(jié)構(gòu)層間剪力、樓層位移等動(dòng)力反應(yīng)的影響,探