基于三维虚拟层合单元理论的R.C.框架结构连续性倒塌仿真研究

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本文基于三维实体退化虚拟层合单元理论,探索了一种能够应用于钢筋混凝土框架结构体系的三维仿真分析的有限元方法;并将该基于三维实体退化性能层合单元理论的空间非线性有限元分析程序,运用于框架结构连续性倒塌的仿真分析中,获得了一些有参考价值的结论。主要研究内容如下:(1)探讨了以三维实体退化虚拟层合单元理论为基础的三维仿真非线性有限元分析程序在钢筋混凝土框架结构的极限承载力分析过程中的合理性及适用性。(2)采用三维实体退化虚拟层合单元理论的三维仿真非线性有限元分析程序成功实现钢筋混凝土框架结构的三维空间受力和弹塑性变形的全过程分析,并获得钢筋混凝土框架结构的空间破坏形态特征。这为后续的钢筋混凝土框架结构体系连续性倒塌分析打下了基础。(3)基于上述分析方法,结合拆除构件法,即分别移除角柱、边柱、中柱、楼板,对一层、二层钢筋混凝土框架结构的连续性倒塌破坏过程进行了仿真分析,并针对框架结构的极限承载力变化情况及破坏机理进行了研究。研究算例表明,移除中柱对框架结构的极限承载力的影响最大的,边柱次之,角柱和楼板则影响居末。(4)针对目前钢筋混凝土框架结构连续性倒塌事仿真研究中,采用传统有限元分析软件模拟混凝土楼板作用及其钢筋有较大困难,本文采用三维实体退化虚拟层合单元理论的三维仿真非线性有限元分析程序,通过对框架柱、梁、楼板及其钢筋的三维精细化模拟,重点探讨了梁板结构对钢筋混凝土框架结构在连续性倒塌情况下的影响,即有针对性的建立了框架柱具有足够的承载能力、框架结构整体失效表现为梁板结构失效的分析模型,分别考虑板厚,板底配筋率,板面配筋率的不同,探讨了其对钢筋混凝土框架结构连续性倒塌的影响。
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