弹塑性时程分析中结构的振动模型及刚度矩阵

摘　要:指出弹塑性时程分析采用直接动力法研究结构的振动效应,主要对弹塑性时程分析中所采用的三种结构计算模型进行简单介绍,总结了各个计算模型的特点,以促进弹塑性时程分析的研究。
关键词:弹塑性时程分析,振动模型,刚度矩阵
20世纪60年代以来,抗震学者逐步提出和发展了时程分析方法,使得结构抗震分析进入到动力分析阶段[1]。同时,随着计算机应用科学的发展,也使得将地震波输入地震反应方程并逐步积分求解成为可能。 对于多自由度体系,其在地面运动作用下的振动方程为: [M]{¨u}+[C]{.u}+[K]{u}=-[M]{¨xg} (1) 其中,[M],[C],[K]分别为结构的质量矩阵,阻尼矩阵和刚度矩阵;{¨u},{.u},{u}分别为结构质点的加速度,速度和位移列向量;{¨xg}为地面振动加速度。地面振动加速度{¨xg}是复杂的随机函数,同时在弹塑性反应中刚度矩阵[K]与阻尼矩阵[C]也随时间变化。
因此不可能直接积分求解式(1),只能采取数值积分的方法求解。 混凝土构件表面受热温度低于400℃,受力主筋温度低于 100℃,构件表面颜色无明显变化,钢筋保护层基本完好,无露筋、空鼓现象。除装修层有轻微损坏,其他状态与未受火结构无明显差别。 混凝土构件表面受热温度约400℃~500℃,受力主筋温度低于300℃,混凝土颜色由灰色变为粉红色,有空鼓现象,当使用中等力量锤击时,可打落钢筋保护层。构件表面有局部爆裂,其深度不超过20 mm。构件露筋面积小于25%,混凝土表面有裂缝,纵向裂缝少,钢筋和混凝土之间粘结力损伤轻微,构件残余挠度不超过规范规定值。

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