本文關鍵詞：結構虛擬試驗平臺開發(fā)及混凝土框架結構倒塌過程模擬研究

  更多相關文章： 虛擬試驗 平臺 框架結構 異形柱 矩形柱 倒塌模擬

【摘要】：試驗教學在高等理工科院校的教學中起著舉足輕重的作用,試驗室的發(fā)展水平是衡量一所高校教學水平和科研水平的重要尺標。然而,現(xiàn)實的試驗教學出現(xiàn)的問題是試驗設備數(shù)量的限制、試驗經(jīng)費的短缺已無法滿足日益增長的學生數(shù)量的教學試驗和實踐訓練需求,兩者之間的矛盾越來越激烈。本文開發(fā)的虛擬試驗平臺對緩解這一矛盾和解決試驗教學中存在的實踐訓練缺乏問題具有重要的實踐應用價值。本文主要內容可以分成以下兩大部分：第一部分是關于結構虛擬試驗平臺的開發(fā)及系統(tǒng)設計；第二部分是對混凝土框架結構倒塌過程進行模擬研究。然后將兩部分結合起來,將框架結構倒塌應用在虛擬試驗平臺之中。本文所做的具體工作和研究成果包括以下幾個方面：1.基于圖形化編程語言LabVIEW開發(fā)了虛擬試驗平臺,給出了虛擬試驗平臺的整體開發(fā)思路及系統(tǒng)建設框架。同時利用ANSYS軟件對混凝土立方體抗壓試驗進行模擬,找到適用于混凝土模擬的單元類型及材料模型,在此基礎上設計了混凝土立方體虛擬試驗模塊。2.利用有限元軟件LS-DYNA建立具有代表性的規(guī)則鋼筋混凝土異形柱框架結構,然后按照地震波的選取原則選取了三條地震波對結構進行輸入分析,研究不同地震動強度、不同層數(shù)和不同層高等不同因素對結構倒塌過程的影響。計算結果表明：不同因素對結構倒塌的影響不同,但共同特點是大部分結構倒塌是因為底部兩層破壞引起。3.選擇合理的等效原則將異形柱截面等效為矩形柱截面,建立兩種截面形式的空間框架模型,并保持其他參數(shù)不變,利用L S-DYNA軟件對結構進行分析。然后從結構層間位移角、各層側移、結構基底剪力和結構的倒塌時間等方面對比兩種結構的抗震抗倒塌性能。計算結果表明：兩種結構形式都具有一定的抗倒塌能力,但矩形柱框架結構更加優(yōu)于異形柱框架結構。4.將框架結構倒塌分析成果與虛擬試驗平臺相結合建立框架結構倒塌演示系統(tǒng),完善虛擬試驗平臺的模塊,豐富平臺內容的多樣性。
【關鍵詞】：虛擬試驗 平臺 框架結構 異形柱 矩形柱 倒塌模擬
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU375.4;TU317
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 虛擬試驗平臺的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 土木工程學科中的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 混凝土框架結構倒塌模擬及異形柱框架結構破壞的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 混凝土框架結構倒塌模擬研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 異形柱結構體系及抗倒塌性能研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文的研究內容16-18
• 第二章 虛擬試驗平臺的設計與開發(fā)18-34
• 2.1 虛擬試驗平臺概述18-19
• 2.1.1 虛擬試驗和虛擬試驗平臺18
• 2.1.2 虛擬試驗平臺的開發(fā)環(huán)境18-19
• 2.2 虛擬試驗平臺的整體架構19-23
• 2.2.1 虛擬試驗平臺的功能需求19-20
• 2.2.2 虛擬試驗平臺的模塊設計20-22
• 2.2.3 虛擬試驗平臺的用戶使用流程22-23
• 2.3 結構虛擬試驗課程的教學要求23-25
• 2.3.1 本科生試驗教學23-24
• 2.3.2 研究生試驗教學24-25
• 2.4 混凝土立方體抗壓試驗模塊開發(fā)25-33
• 2.4.1 混凝土立方體抗壓試驗有限元模擬25-27
• 2.4.2 混凝土立方體試驗模塊設計27-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第三章 結構倒塌分析軟件及材料模型選取34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 LS-DYNA顯式動力分析方法34-37
• 3.2.1 LS-DYNA顯式分析的中心差分原理34-36
• 3.2.2 LS-DYNA的建模方式及接觸算法36-37
• 3.3 材料模型選取及失效準則37-42
• 3.3.1 混凝土材料的本構模型37-40
• 3.3.2 鋼筋材料的本構模型40-41
• 3.3.3 剛性地面材料的本構模型41
• 3.3.4 材料的失效準則41-42
• 3.4 結構阻尼的選取42-43
• 3.5 本章小結43-44
• 第四章 混凝土異形柱框架結構地震倒塌過程分析44-68
• 4.1 異形柱框架結構模型基本信息44-48
• 4.1.1 異形柱框架結構設計44-46
• 4.1.2 地震波的選取與輸入46-48
• 4.2 地震動強度對異形柱框架結構倒塌的影響48-57
• 4.2.1 異形柱框架倒塌過程及機理分析48-52
• 4.2.2 異形柱框架位移響應分析52-55
• 4.2.3 異形柱框架能量分析55-57
• 4.3 層數(shù)對異形柱框架結構倒塌的影響57-62
• 4.3.1 異形柱框架倒塌過程及機理分析57-60
• 4.3.2 異形柱框架倒塌時間對比分析60-61
• 4.3.3 異形柱框架層間位移響應分析61-62
• 4.4 層高對異形柱框架結構倒塌的影響62-67
• 4.4.1 異形柱框架倒塌過程及機理分析62-64
• 4.4.2 異形柱框架倒塌時間對比分析64-65
• 4.4.3 異形柱框架層間位移響應分析65-67
• 4.5 本章小結67-68
• 第五章 異形柱框架與矩形柱框架倒塌過程對比68-80
• 5.1 異形柱的等效原則與方法68-70
• 5.2 矩形柱框架模型基本信息70-71
• 5.3 矩形柱框架倒塌過程及機理分析71-73
• 5.4 矩形柱框架與異形柱框架性能對比73-78
• 5.4.1 結構層間位移角、各層側移對比73-75
• 5.4.2 結構基底剪力對比75-77
• 5.4.3 結構倒塌時間對比77-78
• 5.5 結構抗倒塌措施與設計策略78-79
• 5.6 本章小結79-80
• 第六章 框架倒塌在虛擬試驗平臺中的應用80-88
• 6.1 引言80
• 6.2 框架倒塌演示系統(tǒng)建立80-86
• 6.2.1 框架倒塌演示系統(tǒng)主界面設計80-81
• 6.2.2 各倒塌子模塊演示系統(tǒng)設計81-86
• 6.3 本章小結86-88
• 第七章 總結與展望88-91
• 7.1 本文主要工作和結論88-89
• 7.2 有待進一步研究的問題89-91
• 參考文獻91-95
• 作者攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文95-96
• 致謝96

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉進紅;;框架結構中的建筑與建筑中的框架結構[J];山西建筑;2008年16期

2 李國強;框架結構P-△效應的簡捷計算[J];工業(yè)建筑;1991年03期

3 趙玉星,孟曙光,賈甲,張波;設置附加剪彎桿的大跨度框架結構[J];山東建筑工程學院學報;2000年03期

4 萬瑞明 ,范平;非地震區(qū)底框架結構耐火穩(wěn)定性分析[J];甘肅消防;2000年02期

5 黃志強,黃志斌;跨變框架結構的設計[J];浙江建筑;2001年S1期

6 王滋軍,劉偉慶;中高層鋼筋混凝土異形柱框架結構設計方法研究[J];南京建筑工程學院學報(自然科學版);2002年01期

7 王春;框架結構構造措施不可忽視[J];建筑工人;2004年07期

8 李楠,李檸;不同施工順序對現(xiàn)澆預應力混凝土框架結構的影響[J];遼寧建材;2005年05期

9 姜q，

本文編號：883175