强震下钢框架动力时程分析模型应用对比分析

摘要

为比较几种有限元模型计算钢框架动力时程分析的精度以及效率，采用通用有限元软件ABAQUS，分别建立壳单元模型、多尺度模型、考虑损伤退化的纤维梁模型以及不考虑损伤退化的传统两折线模型，比较几种模型在计算结构变形、结构破坏形态等方面的特征，检验等效本构模型的计算精度，深入探讨考虑损伤退化对钢框架抗震性能的影响。同时，对比几种模型的计算效率，考察等效本构模型的改良作用。研究结果表明：在一开始损伤退化没有出现的时候，四种模型的计算结果基本一敛。一旦由于塑性应变累积导致损伤退化的发生，考虑损伤退化的纤维模型、壳单元模型和多尺度模型的计算结果吻合良好，说明等效本构模型能够反映结构出现损伤对结构变形的放大作用。而没有考虑损伤退化的两折线杆系模型与三者的计算结果差别较大，计算得到的变形结果偏小，低估了结构的层问位移角和层位移，导致计箅结果偏于不安全。计算效率上，等效本构模型的计算时间远小于壳单元模型和多尺度模型，比两折线模型略高，实现计算精度和计算效率的平衡。