摘要：该文基于弥散裂缝模型,采用通用有限元程序的分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的方法。讨论了理论基础,Bazant和Oh提出的经典裂缝带理论主要针对素混凝土构件,严重的局部化效应导致显著的网格依赖性,而将裂缝带理论拓展到工程常用的配筋混凝土构件时,由于多裂缝分布发展的特点,裂缝带宽应修改为平均裂缝间距而使计算结果与网格无关。在理论基础讨论的基础上,给出了采用通用有限元程序的弥散裂缝模型和分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算流程,其中,平均裂缝间距将有限元分析中的“应变”概念和工程设计中的“裂缝宽度”概念紧密联系起来,是计算流程中最关键的参数。以某承受负弯矩的简支组合梁混凝土板开裂分析为例,验证并讨论了网格相关性、大软化模量导致数值收敛困难的应对策略、平均裂缝间距的决定性作用等重要问题。

摘要：为了研究某核电预应力混凝土安全壳结构在强震动作用下的响应,采用分层壳单元建立有限元三维模型,并进行时程分析和静力非线性分析。对安全壳1∶10模型结构进行非线性有限元分析,计算该模型的动力特性、初始刚度、最大基底剪力和筒体顶的最大位移。计算分析表明:当试验模型基础处输入地震动峰值加速度达到3g(根据相似关系,试验调整值)时,筒壁底部和设备阀门孔处混凝土的最大拉应力超过4MPa,而穹顶的混凝土大部分处于受压或拉应力小于0.5MPa。有限元计算结果与以往拟动力试验结果较为吻合,验证了安全壳具有足够大的抗震安全存储,为抗震设计提供参考。

摘要：叠合板的应用是建筑工业化进程中的研究热点,叠合板的有限元计算均采用实体单元模型进行分析,由于实体单元单元数随板的尺寸增大急剧增加,因此不适于建筑整体有限元分析。文章基于符合材料原理,提出对板厚进行补偿来考虑格构腹弦杆对板刚度的补偿以及对混凝土约束作用的分层壳叠合板受弯分析模型。通过对比实体单元叠合板模型计算结果后表明,该模型与实体单元叠合板模型的计算结果吻合,且与理论吻合较好,可以用于采用叠合板的整体建筑的非线性分析。

摘要：在实际工程中,钢筋混昆凝土剪力墙是结构设计的重要构件。应用SAP2000 V14程序建立基于非线性分层壳单元的剪力墙模型,与文献[1]的剪力墙实验模型进行比较,通过计算结果与实验结果对比,两者吻合较好,由此验证用非线性分层壳单元来模拟剪力墙是正确有效的,可将这种分析方法推广应用于实际工程当中。

摘要：为研究楼板在地震作用下的受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS分层壳单元对剪力墙试验结果进行模拟对比,确定所采用混凝土与钢材本构以及计算参数的可靠性。针对典型混凝土楼板在复杂受力状态下的受力性能进行有限元分析,考察简化计算方法对评估楼板面内拉、压、剪承载力的适用性。分析结果表明,采用简化方法确定混凝土楼板在设防烈度下的承载力时,与有限元计算结果较为一致。根据工程中混凝土楼板在地震作用下的损伤判别标准,提出楼板抗震性能加强措施。

摘要：数值模拟是研究超高层建筑地震灾变行为的重要手段。地震作用下,剪力墙作为超高层结构的重要抗侧力构件往往呈现出复杂的受力状态,甚至因结构倒塌而产生大变形破坏,因此有必要开发一个能准确考虑大变形的剪力墙单元。该文基于广义协调元理论和更新Lagrangian列式,提出了一种高性能四边形平板壳单元及其几何非线性列式,并将该模型集成于开源有限元程序OpenSees中,以经典算例验证了该单元的性能和应用于大变形计算的可靠性。通过将该单元与分层壳截面结合,该文对多种类型的剪力墙构件进行了模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,验证了该单元能较好的模拟剪力墙的复杂受力特性,且能有效模拟钢筋混凝土构件倒塌的关键特性,为进一步开展基于OpenSees的超高层结构地震灾变行为研究提供参考。

摘要：准确预测结构在强震作用下的非线性行为,对评估结构抗震设计的安全性具有重要意义。在总结了现有的结构弹塑性分析模型基础上,以通用有限元程序***为平台开发了一系列新的结构弹塑性分析模型。通过对试验的模拟,表明这些模型可以直接将构件的非线性节点力(轴力、剪力和弯矩)、节点变形(平动和转动)和材料的非线性应力-应变行为联系起来,能够较好地模拟各种复杂受力构件的滞回行为和轴力-双向弯曲-剪切耦合行为。同时,借助通用有限元程序的前后处理功能和非线性计算功能,这些模型可以细致地模拟地震作用下整体结构的三维非线性地震响应。利用所开发的分析模型,对一个复杂框架-核心筒高层混合结构实际工程进行了弹塑性动力时程分析,较好的模拟了该工程结构在地震作用下的复杂抗震行为,并根据不同强度地震作用下的分析结果,说明该工程外框架与4个子筒组成的核心筒可组成有效的双重抗震结构体系,并具有连梁、子筒和外框架三道抗震防线,为工程抗震设计提供依据。

摘要：采用风洞实验测试和人工生成的方法分别获取某电厂220 m高超大型冷却塔达文波特风压时程数据,并基于国内规范和特征值屈曲建立了结构模型,采用有限元计算方法分析了风荷载动力抗风特性,并对结果进行了对比分析。结果表明:人工生成风压时程结构响应大于风洞实验实测风压响应,人工生成风压时程作用下整体位移和所提取单元各层壳应力均有较大幅度的波动,总体应力状态远低于混凝土强度设计值;在动力风荷载作用下,结构变形最大位置位于迎风面塔体喉部,应力最大位置位于迎风面塔体下部;基于特征值屈曲建立的结构模型整体变形大于国内规范建立模型变形值。研究成果可为超大型冷却塔表面风荷载取值和相关技术规范修订提供参考。

摘要：多高层办公建筑主要采用混凝土框剪结构,其在局部结构构件失效下的整体结构连续倒塌可能引发严重的经济损失和社会影响。该文针对常规结构布置的典型框剪结构开展了动力连续倒塌分析,总结其规律为结构毁伤下的连续倒塌快速评估提供依据。主要工作包括:按照不同抗震设防烈度、跨度、层数设计了18个典型结构布置的框剪结构,并采用纤维梁单元和分层壳单元建立了整体结构的数值模型库;采用非线性动力拆除构件法对整体结构开展了计算分析,获得结构系统在局部构件失效下的动力响应;对比分析不同结构的连续倒塌动力响应,研究不同参数对连续倒塌后果的影响。

摘要：现阶段大跨桥梁弹塑性分析多基于商用有限元软件,一定程度上的限制了相关研究的深入开展。该文基于开源有限元程序OpenSees,以我国拟建的琼州海峡大桥斜拉桥设计方案为例,采用分层壳单元模拟桥墩(桥面板),桁架单元模拟预应力斜拉索,建立了主跨1500 m的特大跨斜拉桥有限元模型,实现了其地震灾变及倒塌全过程的模拟,并通过与商用有限元软件***计算结果的比较,验证了该文开发的计算单元和模型的可行性与正确性。其研究成果可为进一步开展基于开源有限元程序的特大跨斜拉桥抗震研究提供参考。