研究成果

结构动力弹塑性和倒塌分析( III) * ———地震差动作用下输电塔—线体系的弹塑性与倒塌分析

发布时间:2015/2/4阅读次数:2512次

结构动力弹塑性和倒塌分析( III)  点击下载

摘要: 首先,建立SAP2000 有限元模型,采用接口程序SAP2ABAQUS 生成为ABAQUS 有限元模型。然后,明确给出长周期显式动力加载法实现重力作用下静力效果的加载过程,以完成的重力作用下索找形和初始刚度施加,最终实现重力分析与后续地震激励下动力加载的续接。进而,分别计算四类边界条件的结构体系的动力特性,并通过对转化前后模型的构件与结构模态分别进行对比,从而考察SAP2ABAQUS 接口程序的转化精度。此外,更新升级自主开发的MEMS_ b V2012. 8 至MEMS_ b V2013. 5,并生成多点地震动。最后,通过ABAQUS 主程序中开发的子程序进行弹塑性和倒塌分析,考虑大变形和差动输入。结果表明: ( 1) 从实际工程角度验证了所开发接口程序SAP2ABAQUS 的转化准确性与高效性; ( 2) 从实际工程角度验证了所开发子程序的可行性与现实可靠性; ( 3) 长周期动力加载法实现静力重力加载过程,理论严格合理、现实可行,克服了隐式静力重力方式加载与显式动力分析不续接问题; ( 4) 从模态与理论分析两方面说明以四塔三线体系作为研究对象的必要性和可信性; ( 5) 地震动的一致与差动输入对于构件塑性铰的出现与发展分布有显著影响,进一步说明多点地震动对于此类结构体系的地震弹塑性反应的必要性。
关键词: 输电塔—线体系; 有限元模型; 多点地震动; 弹塑性; 倒塌

结语
    本文作为系列研究的第III 部分工作,为了服务于工程,首先从工程实际角度验证了第I 开发子程序以及第II 部分开发接口的实效性,并结合结构体系在超大震作用下可能面临的问题,做了如下几方面工作:
( 1) 从实际工程角度,验证了所开发接口程序SAP2ABAQUS 的转化准确性与高效性。
( 2) 从实际工程角度,验证了所开发子程序的可行性与现实性。
( 3) 明确给出、阐述并验证了长周期的Explicit/dynamic 法实现Standard /static 加载的静力效果,该途径理论合理、现实易行,本质可完全避免Standard /static 与后续Explicit /dynamic 动力分析不续接的现实问题。
( 4) 薄弱环节均出现在塔腿部分,对输入模式与加速度峰值不敏感,建议给予足够重视; 薄弱环节倒塌破坏的方向和程度对受多点输入影响很敏感,不容忽视; 塔头和塔腰均未出现明显的局部破坏现象而是作为整体随塔腿共同坍塌; 地震激励下结构体系的强弱分区明显,这与地震能量尽量均匀分布于结构体系的原则不符合,进而建议考虑结构体系在超大震作用下的结构形式选则问题。