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基于压杆屈曲软化模型的桁架结构地震倒塌模拟

详情：强震作用下桁架结构中的杆件破坏形式一般为受压屈曲和受拉屈服,但是常用的双线性理想模型不能考虑杆件受压屈曲的情况。根据杆件受压屈曲时的物理行为推导了相应的显式表达式,并嵌入到显式动力分析方法中实现了空间桁架结构的地震倒塌分析。采用三种不同的杆单元模型,对一个三层空间桁架进行了动力弹塑性分析,并与ANSYS的计算结果进行了对比,发现杆单元模型对结构的响应影响较大,压杆屈曲软化模型既能模拟杆件受拉屈服,又可以考虑杆件受压非线性屈曲,能较合理地模拟结构的动力响应。最后分别对三种单元模型定义了相应的破坏准则,比较了高耸输电塔桁架结构在不同破坏准则下地震倒塌特征,该结构在压杆屈曲破坏准则下发生倒塌时的最小加速度峰值PGA为11.7m/s2,具有较高的安全系数。

关键词：空间桁架结构; 杆单元模型; 破坏准则; 显式动力分析; 地震倒塌;

破坏准则

屈曲变形

断裂模型

位移时辰曲线

输电塔

塔顶位移曲线