检索结果-内蒙古大学图书馆

华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第5期48卷 15-21页

作者：张宁张德宇古泉厦门大学土木工程系福建厦门361005

框架结构在冲击作用下的分析,往往由于其体量大且冲击作用面小等矛盾给数值模拟带来很大困难。框架结构的失效常常由某个关键构件破坏引起,而整体仍处于弹性状态,故在模拟中采用统一的非线性建模并非必要。为应对以上问题,文中采用数值... 详细信息

框架结构在冲击作用下的分析,往往由于其体量大且冲击作用面小等矛盾给数值模拟带来很大困难。框架结构的失效常常由某个关键构件破坏引起,而整体仍处于弹性状态,故在模拟中采用统一的非线性建模并非必要。为应对以上问题,文中采用数值子结构方法(NSM)对结构中进入非线性状态的构件进行隔离并精细化模拟,使得大体量结构的冲击问题转化为主结构线弹性分析和子结构非线性分析的问题。基于NSM,提出并实现了OpenSees与LS-DYNA的联合计算方法。利用该方法研究和分析ECC材料在抗冲击方面的作用,验证了OpenSees与LS-DYNA联合计算的可行性和ECC材料的优越性。

关键词：非线性分析数值子结构 ECC材料纤维模型

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回归法在实时混合模拟数值子结构不确定性分析中的应用

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东南大学学报（自然科学版） 2020年第1期50卷 96-100页

作者：徐伟杰陈城陈梦晖郭彤黄亮王燕华东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 山东大学土建与水利学院济南250061

为了分析实时混合模拟试验数值子结构不确定性对试验的影响,采用多项式混沌展开建立不同时滞情况下数值子结构不确定参数与位移最大值的代替模型.多项式混沌展开的系数采用回归法计算,并基于模型误差对多项式混沌模型进行评价.模拟结果... 详细信息

为了分析实时混合模拟试验数值子结构不确定性对试验的影响,采用多项式混沌展开建立不同时滞情况下数值子结构不确定参数与位移最大值的代替模型.多项式混沌展开的系数采用回归法计算,并基于模型误差对多项式混沌模型进行评价.模拟结果表明,时滞和不确定性参数均方差越大,位移最大值的均值和方差越大.当不确定性参数均方差为均值的0.05、0.10和0.20倍时,模型误差的变化范围分别为0.002%~0.02%、0.02%~0.4%和0.5%~5%,说明基于多项式混沌展开的实时混合模拟数值子结构不确定性分析精度受不确定性参数方差的影响.

关键词：实时混合模拟不确定性数值子结构多项式混沌时滞

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基于数值子结构方法的低延性RC框架结构抗震性能精细化分析

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工程力学 2017年第B6期34卷 38-48页

作者：张沛洲孙宝印古泉欧进萍大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 厦门大学建筑与土木学院福建厦门361005 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

该文以钢筋混凝土低延性框架结构为分析对象,总结该类结构及相关构件数值分析研究现状;基于桁架模型研究柱及节点组合体等关键构件的精细模型化思路与方法,并分别采用试验予以验证;以此为基础,借助在Open Sees软件中开发的数值子结构方... 详细信息

该文以钢筋混凝土低延性框架结构为分析对象,总结该类结构及相关构件数值分析研究现状;基于桁架模型研究柱及节点组合体等关键构件的精细模型化思路与方法,并分别采用试验予以验证;以此为基础,借助在Open Sees软件中开发的数值子结构方法及平台,以汶川地震中严重受损的多层钢筋混凝土框架结构为对象建立精细化数值子结构模型,通过局部构件的精细分析研究其在强震作用下的抗震性能及失效模式。经该文研究表明采用桁架模型建立易于发生脆性破坏的柱及节点组合体等关键构件的精细化模型合理且准确;选择数值稳定且更适用的精细化模型与数值子结构平台分析涉及不同类型且易发生脆性破坏的低延性结构更具优势;针对低延性框架,不宜采用位移角限值作为结构性能评估的唯一判断依据,在分析中需考虑未达到目标位移前结构可能发生的脆性破坏模式。

关键词：钢筋混凝土框架结构数值子结构低延性精细化分析桁架模型剪切破坏

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基于数值子结构方法的结构弹塑性分析

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计算力学学报 2015年第4期32卷 465-472页

作者：孙宝印张沛洲古泉欧进萍大连理工大学建设工程学部大连116024 厦门大学建筑与土木工程学院厦门361000 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

结合震害调研及数值分析可知,结构最终失效可能仅由部分关键构件破坏引起,大部分构件仍处于弹性或小变形状态。因此为提高计算效率,在结构全过程分析中一致采用非线性单元建模并非必要,同时为准确考虑关键构件的非线性响应,本文提出一... 详细信息

结合震害调研及数值分析可知,结构最终失效可能仅由部分关键构件破坏引起,大部分构件仍处于弹性或小变形状态。因此为提高计算效率,在结构全过程分析中一致采用非线性单元建模并非必要,同时为准确考虑关键构件的非线性响应,本文提出一种新的数值子结构建模策略。进入弹塑性状态后,针对一般钢构件或钢筋混凝土构件采用动态替换子结构方法在单元或截面层次将其替换成非线性单元或非线性截面,并基于OpenSees平台开发了两类新单元予以实现;针对可能发生严重损伤的关键构件,采用隔离子结构方法将其隔离并建立精细化分析模型,考虑主、子结构间不同尺度边界耦合,并推导了切线刚度的传递关系,采用Client/Server技术在OpenSees平台开发了一类新的接口单元予以实现主、子结构之间的信息传递。为验证新开发单元的合理性,分别以钢及钢筋混凝土平面框架结构为例,采用纤维单元、动态替换子结构方法以及隔离子结构方法建模进行静、动力分析。计算结果表明,采用本文提出的动态替换子结构方法与常规建模方法的计算结果完全吻合并且可大幅缩短计算耗时,随着荷载水平的增大,结构中受到动态替换的构件比例急剧增大,计算效率提高程度略有降低,但仍远高于常规模型;采用本文提出的接口单元可准确传递主、子结构间的界面信息,为隔离数值子结构方法在结构弹塑性分析中的应用提供了基础。

关键词：数值子结构弹塑性计算效率纤维模型 OpenSees

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大型结构局部非线性问题的数值子结构方法的验证与改进

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第1期60卷 125-132页

作者：邱栋星汪磊孙宝印古泉厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024

对超高层建筑、超大跨度桥梁和高速铁路等重大工程进行有限元动力分析时,由于结构的模型非常大,自由度数有数千万,计算成本往往非常高,计算效率比较低.虽然数值子结构方法能较好地解决这类问题,但是仍然存在不足:通过子结构静力分析得... 详细信息

对超高层建筑、超大跨度桥梁和高速铁路等重大工程进行有限元动力分析时,由于结构的模型非常大,自由度数有数千万,计算成本往往非常高,计算效率比较低.虽然数值子结构方法能较好地解决这类问题,但是仍然存在不足:通过子结构静力分析得到的非线性修正力项不适用于动力子结构问题;且使用不迭代算法的数值子结构方法要求计算步长很小,导致计算时间较长.针对这些问题,本文将非线性修正力计算从子结构静力分析拓展到动力分析问题中,可更精确地考虑子结构的动力效应;另外提出隔离子结构的响应预测修正方法,可增加计算步长,极大地提高计算效率.通过数值算例将改进的数值子结构方法与完整结构的标准解进行对比,验证了此改进方法的精度和计算误差.

关键词：大型结构局部非线性数值子结构计算效率计算精度响应预测修正

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基于数值子结构方法的防屈曲支撑高层钢结构地震动力分析

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结构工程师 2018年第A1期34卷 9-14页

作者：林纯古泉厦门大学建筑与土木工程学院

近年来,高层建筑结构地震动力响应分析成为一个热点问题。防屈曲支撑构件(BRB)承载力高,延性与滞能性高,在强震作用下具有良好的耗能性能,正日益普及并用于高层建筑结构。高层建筑结构在地震作用下的失效往往是由部分关键构件损坏引起,... 详细信息

近年来,高层建筑结构地震动力响应分析成为一个热点问题。防屈曲支撑构件(BRB)承载力高,延性与滞能性高,在强震作用下具有良好的耗能性能,正日益普及并用于高层建筑结构。高层建筑结构在地震作用下的失效往往是由部分关键构件损坏引起,而其他大部分构件仍处于弹性或小变形状态。采用常规的整体建模分析和Newton-Raphson迭代方法(NR)效率较低,而数值子结构方法将结构中进入强非线性状态或者发生严重损伤的构件进行隔离并精细化模拟,使大规模的非线性计算转化为主结构的线弹性分析和子结构的非线性分析,从而大大提高计算效率。本文基于数值子结构方法,对采用防屈曲支撑构件的高层钢框架结构进行地震响应分析,其中防屈曲支撑构件作为隔离子结构进行精细化建模分析,主结构部分采用线弹性分析。计算结果与采用钢支撑构件的高层结构进行对比,验证了数值子结构的高效性及防屈曲支撑构件的耗能性能。

关键词：数值子结构防屈曲支撑构件地震响应非线性分析计算效率

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混合试验数值子结构模型降阶动力分析方法研究

混合试验数值子结构模型降阶动力分析方法研究

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作者：孟祥雍苏州科技大学

学位级别：硕士

大型结构抗震混合试验方法是一种既经济又高效的结构抗震性能研究方法。它将实验室试验和数值模拟相结合,以更准确地模拟和预测结构的响应。为了在提高数值模拟效率的同时尽可能地保留结构的复杂性,进而在保证恢复力得到准确模拟的前提... 详细信息

大型结构抗震混合试验方法是一种既经济又高效的结构抗震性能研究方法。它将实验室试验和数值模拟相结合,以更准确地模拟和预测结构的响应。为了在提高数值模拟效率的同时尽可能地保留结构的复杂性,进而在保证恢复力得到准确模拟的前提下提高抗震混合试验的效率,本文提出了模型降阶综合法。该方法将多种模型降阶方法引入到固定界面模态综合法中,提出动静自由度分离且针对结构的动力自由度进行合理缩减,并将该方法应用于大型结构抗震混合试验数值子结构中,以验证本文所述方法的可行性。主要内容如下: (1)综述了抗震混合试验方法和模型降阶方法的国内外研究现状;阐述了对大型结构抗震混合试验数值子结构进行模型降阶的合理性与必要性,并提出动静自由度分离方法,通过对整体结构模型的动力与静力自由度进行等效分离,分为静力子模型和动力子模型,使得结构静力恢复力得到准确模拟。并对动力子模型进行模型降阶;概述了各种动力模型降阶方法的基本原理,并将多点约束法和集中质量法引入到固定界面模态综合法中,从而提出模型降阶综合法,并系统地阐述了模型降阶综合法的理论步骤。 (2)论述了基于OpenSees与MATLAB软件工具,本文模型降阶综合法的实现步骤。选取简单的钢框架结构为对象,验证本文提出的模型降阶综合法,运用Open Sees软件对结构进行模态分析,并采用本文所述的模型降阶综合法简化动力子模型部分,通过绘制基频下各楼层的模态振型图,对简化后的模型和整体结构模型模态分析结果进行对比,验证了模型降阶综合法的有效性。 (3)运用ANSYS建立钢筋混凝土框架结构混合试验系统,从而进一步探究模型降阶综合法在大型结构抗震混合试验数值子结构中的实用性。与此同时,将整体结构建立有限元分析模型进行对比分析验证。通过与整体结构在大量不同工况下进行综合对比其动力特性和地震作用下的响应,如:顶层位移响应、顶层加速度响应、滞回曲线等。从而验证本文所提出的模型降阶综合法在大型钢筋混凝土框架结构的混合试验数值子结构中可以得到很好的应用。

关键词：混合试验模型降阶数值子结构动静自由度分离大型结构抗震

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基于数值子结构方法的低延性RC框架结构抗震性能精细化分析

基于数值子结构方法的低延性RC框架结构抗震性能精细化分析

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第25届全国结构工程学术会议

作者：张沛洲孙宝印古泉欧进萍大连理工大学建设工程学部厦门大学建筑与土木学院哈尔滨工业大学土木工程学院

本文以钢筋混凝土低延性框架结构为分析对象,总结该类结构及相关构件数值分析研究现状;基于桁架模型研究柱及节点组合体等关键构件的精细模型化思路与方法,并分别采用试验予以验证;在此基础上借助在Open Sees软件中开发的数值子结构方... 详细信息

本文以钢筋混凝土低延性框架结构为分析对象,总结该类结构及相关构件数值分析研究现状;基于桁架模型研究柱及节点组合体等关键构件的精细模型化思路与方法,并分别采用试验予以验证;在此基础上借助在Open Sees软件中开发的数值子结构方法及平台,以汶川地震中严重受损的多层钢筋混凝土框架结构为对象建立精细化数值子结构模型,通过局部构件的精细分析研究其在强震作用下的抗震性能及失效模式。经本文研究表明采用桁架模型建立易于发生脆性破坏的柱及节点组合体等关键构件的精细化模型合理且准确;选择数值稳定且更适用的精细化模型与数值子结构平台分析涉及不同类型且易发生脆性破坏的低延性结构更具优势;针对低延性框架不宜采用位移角限值作为结构性能评估的唯一判断依据,在分析中需考虑未达到目标位移前结构可能发生的脆性破坏模式。

关键词：钢筋混凝土框架结构数值子结构低延性精细化分析桁架模型剪切破坏

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基于数值子结构方法的RC框架结构地震动非线性分析

基于数值子结构方法的RC框架结构地震动非线性分析

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第24届全国结构工程学术会议

作者：古泉孙宝印张沛洲欧进萍大连理工大学建设工程学部厦门大学建筑与土木学院哈尔滨工业大学土木工程学院

结构数值分析的计算精度和计算效率往往不能同时达到最优。为了权衡计算效率与计算精度,考虑到大型复杂土木工程结构在地震作用下结构构件由初始弹性状态逐渐进入弹塑性状态,整体结构最终失效仅由部分关键构件严重损伤破坏导致,而大部... 详细信息

结构数值分析的计算精度和计算效率往往不能同时达到最优。为了权衡计算效率与计算精度,考虑到大型复杂土木工程结构在地震作用下结构构件由初始弹性状态逐渐进入弹塑性状态,整体结构最终失效仅由部分关键构件严重损伤破坏导致,而大部分构件仍处于弹性或小变形状态,本文提出一种新的数值子结构方法。将大型复杂结构的大规模非线性分析分解为中等规模主结构的线弹性分析和少数屈服构件子结构的非线性分析,线弹性主结构刚度矩阵的集成以及LU三角分解仅需进行一次,可以大大提高计算效率;少数屈服构件的非线性模拟,选择合适模拟平台并建立精细化网格划分的子结构模型,精确模拟局部损伤破坏机理,有效提高结构整体的计算精度。本文最后通过对一榀平面RC框架结构进行地震动非线性分析,验证该数值子结构方法的高效性和精确性。

关键词：数值子结构局部非线性弹塑性非线性分析 CS技术

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土-结构动力作用体系混合试验研究进展与探讨

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中国公路学报 2020年第12期33卷 105-117页

作者：禹海涛李衍熹同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092

土-结构相互作用机制的研究通常需要借助试验方法来检验相关分析理论和模拟方法的合理性。混合试验是一种结合物理试验与数值模拟各自优势的试验方法,近年来发展迅速并逐渐向应用研究拓展,而土-结构作用体系是混合试验的一个重要应用领... 详细信息

土-结构相互作用机制的研究通常需要借助试验方法来检验相关分析理论和模拟方法的合理性。混合试验是一种结合物理试验与数值模拟各自优势的试验方法,近年来发展迅速并逐渐向应用研究拓展,而土-结构作用体系是混合试验的一个重要应用领域。首先根据不同子结构对象对试验进行分类,分别归纳总结土体数值域-结构试验域、土体试验域-结构数值域、地层特性混合试验这3类土-结构作用体系混合试验的研究进展。从多跨桥梁结构、浅埋基础框架结构等传统土-结构作用体系,到液化场地桩基、海洋自升式平台、隧道-桩基-地上结构等复杂土-结构作用体系,混合试验为不同类型的土-结构动力作用体系的相互作用机制均提供了有效探究手段。笔者团队在强震作用下地下结构动力混合试验模拟方面的研究工作包括:在OpenSees-OpenFresco平台构建地下结构混合试验框架,以大开车站为例对试验框架进行验证,并对不同加载边界条件下的混合试验精度进行评价。研究结果表明:虚拟混合试验结果与纯数值模拟结果吻合良好;反弯点加载边界与完备加载边界的试验精度在小震工况(0.12g)下十分接近,但在大震工况下(0.58g)偏差较大。最后探讨了目前土-结构作用体系混合试验研究存在的共性问题,以期为今后混合试验的研究重点指明发展方向。

关键词：隧道工程混合试验综述土-结构动力相互作用数值子结构试验子结构地下结构抗震

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