地震作用下剪切型框架结构的倒塌仿真分析

目前，离散单元法主要用于结构的静力反应分析，而对结构在动力荷载（特别是地震荷载）作用下的反应分析研究得较少。且以往的研究认为，尽管将离散单元法应用于结构倒塌破坏阶段的分析是合适的，但其在结构小变形阶段分析精度较低，计算时间长[1]。地震作用下结构的非线性反应分析是结构倒塌反应分析的前提与基础，若离散单元法用于结构非线性反应，甚至结构线性反应的分析结果误差较大甚至是错误的话，那么进行结构倒塌反应分析的意义或可信度就值得怀疑。因此，需要对离散单元法，特别是上章所提出的数值求解方法－同步动态松弛法在结构动力分析以及在小变形阶段时的有效性需要做进一步的研究、探讨，以确保结构地震倒塌反应全过程分析的正确性。

质量和刚度分布比较均匀、高宽比不大、强梁弱柱型的框架结构在进行地震反应分析时，通常可视为剪切型结构，即不考虑其楼板变形，认为结构在水平荷载作用下所产生的变形主要是楼层之间的错动，即变形集中于各层间柱上，且这种错动总体上可视为层间剪切角变位的结果[2]。剪切型的框架结构各层之间变形并不要求协调，这与离散单元法的基本假定是相符的。因此可以将离散单元法较为方便地用于剪切型框架结构的地震反应分析。

基于上述考虑，本文分为两部分：首先将离散单元法应用于地震作用下剪切型框架结构的线性和非线性反应分析，并与有限单元法的计算结果进行对比，以考核离散单元法，特别是其中同步动态松弛法的适用性与精度；随后进行剪切型框架结构在大震作用下的倒塌全过程仿真分析研究。

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2010-2-24 10:13 上传

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