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基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法

杜轲 滕楠 孙景江 燕登 骆欢

杜轲, 滕楠, 孙景江, 燕登, 骆欢. 基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
引用本文: 杜轲, 滕楠, 孙景江, 燕登, 骆欢. 基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
DU Ke, TENG Nan, SUN Jing-jiang, YAN Deng, LUO Huan. A PROGRESSIVE COLLAPSE ANALYTICAL MODEL OF RC FRAME STRUCTURES BASED ON COROTATIONAL FORMULATION FOR FORCE-BASED FIBER ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
Citation: DU Ke, TENG Nan, SUN Jing-jiang, YAN Deng, LUO Huan. A PROGRESSIVE COLLAPSE ANALYTICAL MODEL OF RC FRAME STRUCTURES BASED ON COROTATIONAL FORMULATION FOR FORCE-BASED FIBER ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055

基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
基金项目: 中国地震局工程力学研究所基本科研业务费项目(2016A05,2016B04);国家重点研发计划项目(2017YFC1500605);国家自然科学基金项目(51878631)
详细信息
    作者简介:

    滕楠(1992-),男,湖南人,硕士生,主要从事结构抗连续倒塌方面研究(E-mail:fhtengnan@foxmail.com);孙景江(1953-),男,山东人,研究员,博士,博导,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:jingjiangsun@sina.com);燕登(1994-),男,山西人,硕士生,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:yandcqu@foxmail.com);骆欢(1988-),男,河南人,博士生,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:luohuan_iem@163.com)

    通讯作者: 杜轲(1985-),男,河南人,副研究员,博士,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:duke@iem.ac.cn).
  • 中图分类号: TU973+.2;TU311.4

A PROGRESSIVE COLLAPSE ANALYTICAL MODEL OF RC FRAME STRUCTURES BASED ON COROTATIONAL FORMULATION FOR FORCE-BASED FIBER ELEMENTS

  • 摘要: 悬链机制会使钢筋混凝土框架结构产生有助于抵抗连续倒塌的附加承载能力,对结构抗连续倒塌能力至关重要。悬链机制处于几何大变形和材料非线性下降段的状态下,需要同时考虑材料非线性和几何非线性,因此对数值分析模型提出了更高的要求。为了解决基于力插值的纤维单元同时处理材料非线性和几何非线性的问题,该文采用基于共旋坐标法,提出了一种基于共旋坐标法的力插值纤维单元。该单元在形成中把变形体和刚体分开,局部坐标系的变形体内采用纤维划分考虑材料非线性,然后加上刚体位移,从局部坐标系到整体坐标系的转换中采用共旋坐标法以考虑几何非线性,给出了二维单元形成原理及非线性求解过程。实例分析结果表明基于共旋坐标法的力插值纤维单元能够较准确的模拟RC框架结构连续倒塌,梁机制阶段主要是材料非线性起控制作用,悬链线机制阶段主要是几何非线性起控制作用。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-17
  • 修回日期:  2018-06-05
  • 刊出日期:  2019-03-29

基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
    基金项目:  中国地震局工程力学研究所基本科研业务费项目(2016A05,2016B04);国家重点研发计划项目(2017YFC1500605);国家自然科学基金项目(51878631)
    作者简介:

    滕楠(1992-),男,湖南人,硕士生,主要从事结构抗连续倒塌方面研究(E-mail:fhtengnan@foxmail.com);孙景江(1953-),男,山东人,研究员,博士,博导,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:jingjiangsun@sina.com);燕登(1994-),男,山西人,硕士生,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:yandcqu@foxmail.com);骆欢(1988-),男,河南人,博士生,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:luohuan_iem@163.com)

    通讯作者: 杜轲(1985-),男,河南人,副研究员,博士,主要从事结构抗震方面研究(E-mail:duke@iem.ac.cn).
  • 中图分类号: TU973+.2;TU311.4

摘要: 悬链机制会使钢筋混凝土框架结构产生有助于抵抗连续倒塌的附加承载能力,对结构抗连续倒塌能力至关重要。悬链机制处于几何大变形和材料非线性下降段的状态下,需要同时考虑材料非线性和几何非线性,因此对数值分析模型提出了更高的要求。为了解决基于力插值的纤维单元同时处理材料非线性和几何非线性的问题,该文采用基于共旋坐标法,提出了一种基于共旋坐标法的力插值纤维单元。该单元在形成中把变形体和刚体分开,局部坐标系的变形体内采用纤维划分考虑材料非线性,然后加上刚体位移,从局部坐标系到整体坐标系的转换中采用共旋坐标法以考虑几何非线性,给出了二维单元形成原理及非线性求解过程。实例分析结果表明基于共旋坐标法的力插值纤维单元能够较准确的模拟RC框架结构连续倒塌,梁机制阶段主要是材料非线性起控制作用,悬链线机制阶段主要是几何非线性起控制作用。

English Abstract

杜轲, 滕楠, 孙景江, 燕登, 骆欢. 基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
引用本文: 杜轲, 滕楠, 孙景江, 燕登, 骆欢. 基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法[J]. 工程力学, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
DU Ke, TENG Nan, SUN Jing-jiang, YAN Deng, LUO Huan. A PROGRESSIVE COLLAPSE ANALYTICAL MODEL OF RC FRAME STRUCTURES BASED ON COROTATIONAL FORMULATION FOR FORCE-BASED FIBER ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
Citation: DU Ke, TENG Nan, SUN Jing-jiang, YAN Deng, LUO Huan. A PROGRESSIVE COLLAPSE ANALYTICAL MODEL OF RC FRAME STRUCTURES BASED ON COROTATIONAL FORMULATION FOR FORCE-BASED FIBER ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
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