考慮長周期地震動作用影響鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)損傷退化行為研究.pdf

1、強(qiáng)震作用下高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在累積塑性變形影響下強(qiáng)度及剛度均可能發(fā)生退化，甚至影響結(jié)構(gòu)的整體受力性能?，F(xiàn)行抗震規(guī)范對于多遇地震及結(jié)構(gòu)響應(yīng)持續(xù)時間較短的強(qiáng)震作用適用性較好，而對于長周期地震動作用，以目前的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì)可能會存在一定的局限性。
　　長周期地震動一般指卓越周期從幾秒到十幾秒的遠(yuǎn)場地震動，其特點(diǎn)是峰值加速度較低，持續(xù)時間較長，長周期成分豐富。由于高層、超高層建筑物的自振周期長，因此在遭遇長周期成分

2、突出的地震時會遭受嚴(yán)重破壞。在具有持時長特點(diǎn)的長周期地震動作用下，現(xiàn)有高層特別是超高層結(jié)構(gòu)的累積塑性變形能力尚不確定，探索考慮長周期地震動影響的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)損傷累積退化行為是一重要的學(xué)術(shù)課題。
　　本文以已有試驗(yàn)中的鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)試件為研究對象，利用ABAQUS有限元軟件建立三維有限元模型，采用Fortran語言編寫Chaboche用戶材料子程序UMAT，并進(jìn)行對應(yīng)試驗(yàn)加載制度下的數(shù)值模擬分析，以驗(yàn)證用戶材料子程序UMAT編寫的合理

3、性、精確性;并運(yùn)用自編Chaboche非線性隨動硬化模型擴(kuò)展子程序，通過施加含持續(xù)位移幅值的多種加載制度，研究節(jié)點(diǎn)的滯回性能、退化特性、滯圖耗能以及屈曲性熊等，以明確考慮長周期地震動作用影響的節(jié)點(diǎn)損傷退化特征。主要研究工作和成果如下:
　　1.Chaboche非線性隨動硬化模型的確立。基于Chaboche模型的相關(guān)公式及積分算法，利用ABAQUS用戶材料子程序UMAT二次開發(fā)技術(shù)，編寫出Chaboche非線性隨動硬化子程序。并對已

4、有無焊孔粱柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)進(jìn)行有限元擬靜力分析，所編制UMAT材料子程序的準(zhǔn)確性得以驗(yàn)證。
　　2.Chaboche非線性混合硬化模型（MⅨ模型）在計(jì)算精度方面的貢獻(xiàn)。在傳統(tǒng)Chaboche模型基礎(chǔ)上編寫非線性混合硬化模型（MIX模型）擴(kuò)展子程序，分析結(jié)果通過已有無焊孔梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明:從運(yùn)用MIX模型的模擬結(jié)果看節(jié)點(diǎn)極限承載力方面的精度更好。
　　3.含大位移幅值循環(huán)的多種加載制度下的無焊孔梁柱節(jié)點(diǎn)擬靜力有限元分析