基于雙線型恢復(fù)力模型的彈塑性時(shí)程分析和能量法研究.pdf

1、眾所周知，地震給我國人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的危害和損失，對(duì)于抗震方法的深入研究已經(jīng)顯得刻不容緩。基于能量的抗震設(shè)計(jì)方法不僅包含了力和位移兩個(gè)非常重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，還考慮了代表結(jié)構(gòu)損傷的累積滯回耗能，避免了基于承載力和反應(yīng)譜法所不能考慮的彈塑性位移和基于位移抗震設(shè)計(jì)方法所不能考慮結(jié)構(gòu)累積損傷的不足，能夠全面地反映地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響以及結(jié)構(gòu)的抗震性能，非線性結(jié)構(gòu)能量法研究的前提就是能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)的時(shí)程響應(yīng)計(jì)算。論文在前人研究成果的基礎(chǔ)

2、上，通過理論分析、數(shù)值建模和大量仿真計(jì)算，較準(zhǔn)確地得到了非線性結(jié)構(gòu)時(shí)程響應(yīng)的計(jì)算方法，并利用能量法對(duì)SDOF(Single-Degree-Of-Freedom)和MDOF(Multiple-Degree-Of-Freedom)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震響應(yīng)分析。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.對(duì)于逐步積分法中的Newmark法進(jìn)行了深入的研究，通過Matlab軟件編程得到了無條件收斂的逐步積分方法的程序。通過Matlab軟件建立了SDOF和MD

3、OF的線性和非線性模型，與此同時(shí)，利用ANSYS有限元分析軟件中COMBIN40單元建立了對(duì)應(yīng)的SDOF和MDOF的線性和非線性模型，并用瞬態(tài)分析模塊進(jìn)行地震響應(yīng)分析。
　　2.對(duì)于Matlab程序和ANSYS程序，分別就SDOF線性無阻尼系統(tǒng)在簡諧荷載下及SDOF線性體系在地震波作用下的情況進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，探討Matlab時(shí)程計(jì)算程序的準(zhǔn)確性和收斂性。
　　3.對(duì)于雙線型恢復(fù)力模型，研究了5種不同的拐點(diǎn)處理方法。為了尋求有效

4、的處理方法，分別研究了SDOF、2DOF和3DOF非線性體系在地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng)。分別通過時(shí)程對(duì)比、誤差時(shí)程分析、平均誤差以及驗(yàn)證動(dòng)力平衡方程，尋找最有效和合適的拐點(diǎn)處理方法。
　　4.對(duì)Matlab和ANSYS分析結(jié)果，運(yùn)用上述數(shù)值方法對(duì)能量平衡方程進(jìn)行驗(yàn)證，并計(jì)算了多自由度非線性系統(tǒng)的總輸入能、阻尼耗能和滯回耗能。繪制SDOF和MDOF非線性體系的總輸入能量譜、阻尼耗能譜、滯回耗能譜以及等效速度譜；對(duì)總輸入能的影響因素進(jìn)行