检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2012年第9期29卷 92-98,105页

作者：石永久王萌王元清清华大学土木工程系清华大学结构工程与振动教育部重点实验室北京100084

在抗震分析中,钢材在循环荷载下的一维本构模型是结构抗震设计时进行结构弹塑性地震响应分析的基础。为了更为准确地模拟结构的地震反应,并能够在实际工程中应用,该文提出了结构钢材Q235B、Q345B在循环荷载下的单轴简化本构模型,其中包... 详细信息

在抗震分析中,钢材在循环荷载下的一维本构模型是结构抗震设计时进行结构弹塑性地震响应分析的基础。为了更为准确地模拟结构的地震反应,并能够在实际工程中应用,该文提出了结构钢材Q235B、Q345B在循环荷载下的单轴简化本构模型,其中包括:单调加载曲线、循环骨架曲线以及滞回准则,通过建立数学模型对钢材循环荷载作用下的反应进行描述。根据提出的模型并基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的用户子程序接口UMAT,开发了适用于结构分析的钢材单轴循环本构模型。通过与多种加载制度下钢材反应的试验数据进行对比,进而证明该文所提出模型的正确性以及适用性,保证其用于钢结构体系在地震作用下弹塑性时程分析时的精度和可行性。分析结果表明:钢材在循环荷载下的反应与在单调荷载下的反应有很大的差别,循环荷载下的骨架曲线对于准确的数值模拟起到重要作用;钢材在循环荷载下的滞回准则也与现通用有限元软件中的本构模型有较大区别,这对于抗震计算设计的准确性有一定的影响。

关键词：循环荷载钢材本构模型骨架曲线滞回准则 UMAT

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钢-混凝土MVFT组合梁抗弯承载能力研究

钢-混凝土MVFT组合梁抗弯承载能力研究

引用

作者：李佳文西北农林科技大学

学位级别：硕士

MVFT(Modified-Verbund-Fertigteil-Trager)组合梁是一种以复合榫为抗剪连接件的新型钢-混组合梁,其钢梁和混凝土板全部在工厂预制,具有制作方便、自重轻、施工迅速等优点。本文针对钢-混凝土MVFT组合梁和普通钢-混组合梁的抗弯承载力... 详细信息

MVFT(Modified-Verbund-Fertigteil-Trager)组合梁是一种以复合榫为抗剪连接件的新型钢-混组合梁,其钢梁和混凝土板全部在工厂预制,具有制作方便、自重轻、施工迅速等优点。本文针对钢-混凝土MVFT组合梁和普通钢-混组合梁的抗弯承载力进行了理论研究,提出了基于两种钢材应变强化模型的承载能力计算公式。主要研究内容如下:(1)采用有限元软件ABAQUS建立了100组MVFT组合梁数值模型,并通过对比背景试验结果,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,对数值模型进行三点弯曲试验,在塑性理论假设下,MVFT组合梁的破坏模式为混凝土板压溃破坏。(2)基于两种钢材应变强化模型,钢材三线性强化模型和钢材双线性强化模型,分别推导了MVFT组合梁的极限抗弯承载力理论公式。基于两种钢材本构模型的MVFT组合梁抗弯承载力公式(分别简记为三线性公式,双线性公式)预测结果与有限元结果吻合较好,平均误差分别为1.70%和1.59%,验证了本文提出的理论公式的正确性。在此基础上,采用同样的计算方法对常规完全抗剪连接的钢-混凝土组合梁的极限抗弯承载力进行了预测,并将拓展公式计算结果与多个相关试验结果进行了比较。结果表明,拓展三线性公式、拓展双线性公式均能较准确地预测常规钢-混凝土组合梁的极限抗弯承载力,与试验结果的平均误差分别为2.07%和1.75%。此外,不论是双线性公式,还是拓展双线性公式,平均误差均更小,且公式形式更简洁。因此,采用钢材双线性强化模型的组合梁抗弯承载力计算公式更具有适用性。(3)将本文提出的MVFT组合梁的极限抗弯承载力理论公式与现有规范公式进行了对比,结果表明规范计算公式的计算结果偏于保守,平均比真实值低10%左右,而双线性公式预测值与真实值的平均误差仅为1.59%。(4)建立了两种机器学习模型,BP神经网络和最小二乘支持向量机(LSSVM),并利用两种机器学习模型对MVFT组合梁的抗弯承载力进行了预测,结果表明两种机器学习模型均具有较高的预测精度:两种机器学习模型的最大相对误差均值均小于3%,MAPE和RMSE均值均接近于0。(5)提出了等效屈服强度的概念,用于解决常规全剪连接组合梁的钢梁各部分屈服强度不一致时产生的问题,并通过对比采用等效屈服强度与实际屈服强度的计算结果,验证了该概念的正确性。(6)在欧洲规范的计算公式基础上,提出了部分剪力连接常规钢-混组合梁的极限抗弯承载力修正公式。通过选取多组部分抗剪连接的常规钢-混组合梁的极限抗弯承载力试验结果,确定了修正系数,从而得到了部分剪力连接常规组合梁的极限抗弯承载力经验公式。

关键词： MVFT梁极限抗弯承载力钢-混组合梁抗剪连接程度钢材本构模型

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型钢屈曲约束支撑的弹塑性模型

引用

钢结构(中英文) 2012年第1期 77-77页

在受扭和受压条件下,允许屈曲约束支撑采用其核心材料的本构模型,但核心材料的局部性能不能完全反映屈曲约束支撑的整体性能。通过试验可发现两者的主要不同之处,整体结构的受压承载力更高,各向同性硬化性能更显著,必须建立特殊的本构... 详细信息

在受扭和受压条件下,允许屈曲约束支撑采用其核心材料的本构模型,但核心材料的局部性能不能完全反映屈曲约束支撑的整体性能。通过试验可发现两者的主要不同之处,整体结构的受压承载力更高,各向同性硬化性能更显著,必须建立特殊的本构模型来模拟屈曲约束支撑。除要恰当描述屈曲约束支撑的性能,还应使塑性变形部分的计算为显式,像屈曲约束支撑承载力模型一样;弹-塑性之间的转化应平滑,以提高收敛性;输入的参数应简单、数目有限,以方便使用。为解决这些问题,采用基于流变学方案的一致方法建立弹塑性模型。流变学方案只含一个内部变量,能得出简洁的本构关系。本公式的物理解释、模型本构参数的确定及有关破坏和耗能的显式计算,均通俗易懂。本模型计算结果与文献中试验结果吻合很好,包含了不同应变下的不同屈曲约束支撑。

关键词：屈曲约束支撑弹塑性模型滞回模型钢材本构模型

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