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基于拟力法的地震能量反应分析

刘哲锋  沈蒲生  
【摘要】:Kevin K.F.Wong 和 Rong Yang 于1999年提出了拟力法并将其应用于框架结构的动力弹塑性时程分析当中,这种以拟力法为基础的动力弹塑性时程分析方法与传统的以有限元为基础的动力时程分析方法相比,有着运算速度快、动力稳定性好、材料适用面广等特点,2002年他们又将拟力法应用于框架结构的地震能量反应分析当中,为结构的地震能量反应分析寻找到了另外一条出路。应用拟力法对框架结构进行地震能量反应分析时,不但可以了解地震过程中结构在任意时刻的破坏情况(何时出铰,何处出铰,各塑性铰的塑性转动量以及层间位移),还可以知道在任意时刻结构的输入能、动能、阻尼耗能、弹性应变能以及每一个塑性铰的滞回耗能,同时,由于将结构的滞回耗能(塑性应变能)考虑为各塑性铰处的弹性弯矩与塑性转角的乘积之和,即结构的滞回耗能等于各塑性铰滞回耗能之和,因而可以了解结构在任意时刻下滞回耗能在各构件上的分布情况,那么结构的滞回耗能能力也将依赖于地震过程中结构出现塑性铰的数目、位置以及各塑性铰的耗能能力,因此当结构的破坏准则被确定后,就可以获得结构在某一地震作用下的滞回耗能能力。本文以较文献更为明晰的方法推导了拟力法的基本公式,获得了一致的结论;介绍了拟力法在地震能量反应分析中的应用,推导并获得了相对能量方程及各能量项的计算表达式,并对一11层钢框架结构进行了三种不同破坏准则下的地震能量反应分析。

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