為研究高強鋼組合K形偏心支撐框架在反復荷載作用下的受力性能,在已有擬靜力試驗的基礎上,利用有限元軟件OpenSEES對一個高強鋼組合K形偏心支撐框架模型進行了精細化建模研究。首先,探討了模型的單元選擇,纖維截面劃分和材料本構參數(shù)定義問題。同時,考慮到在地震荷載作用下,高強鋼組合K形偏心支撐框架主要依靠消能梁段的剪切變形來耗能,因此,如何模擬結構中消能梁段的剪切效應成為研究的關鍵。本文采用OpenSEES提供的組合截面和零長度單元兩種方法來對消能梁段進行建模,剪切材料分別考慮了Steel 02和滯回材料。將不同消能梁段建模方法的模擬滯回曲線和骨架曲線與試驗結果進行比較。結果表明:精細化模型的數(shù)值模擬結果和試驗結果具有較好的吻合度,驗證了數(shù)值模型的正確性和可行性;采用零長度單元和Steel 02的組合方式來模擬消能梁段的剪切效應能夠同時滿足計算效率和計算精度的要求,為進一步利用OpenSEES進行高強鋼組合K形偏心支撐框架的動態(tài)響應分析和復雜模型分析提供了建模參考依據(jù)。 

【文章來源】：地震工程與工程振動. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

試驗模型示意圖

纖維截面是一種可以考慮構件強非線性的模型,它可以同時考慮構件截面軸力和彎矩之間的耦合關系,能夠模擬較為復雜的材料力學行為。本文所建立的數(shù)值模型中,由于僅使用了鋼材這一種材料,因此在劃分截面時不用考慮多種材料之間的相互作用。截面劃分示意如圖2所示,使用OpenSEES定義纖維截面中的patch命令,先將工字鋼按翼緣和腹板劃分成三部分(patch1、patch2、patch3),再將每一部分細分成更小的纖維截面,細分規(guī)則參考文獻[14-15]中對截面纖維劃分的研究,兩個翼緣劃分為6×1個截面纖維積分點,腹板劃分為1×6個截面纖維積分點,從而完成了整個構件截面的劃分工作。2.3 材料本構

由于在組合截面中,忽略了截面彎曲和軸向效應對截面剪力的影響,截面剪力只與截面剪應變有關,因此在定義剪切材料時,只需確定好剪力與剪應變之間的關系即可。OpenSEES中提供了兩種常用的模擬剪切效應的材料本構,分別是可以考慮包辛格效應和各向同性應變硬化的Steel 02材料以及可以考慮捏縮效應和剛度退化的滯回材料(Hysteretic Material)。(1)Steel 02材料

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3400540