多维地震激励下串联隔震结构的倒塌模拟 被引量：3

1

作者 杜永峰 王小虎 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2012年第6期50-54,共5页

近断层地震作用下,隔震结构会受到多维地震激励。本文运用基于MSC.MARC的钢筋混凝土弹塑性分析程序TUHFIBER,采用弹簧阻尼单元模拟隔震支座,建立了结构三维有限元模型。分别对水平单向、水平双向和三向地震作用下串联隔震结构的倒塌过... 近断层地震作用下,隔震结构会受到多维地震激励。本文运用基于MSC.MARC的钢筋混凝土弹塑性分析程序TUHFIBER,采用弹簧阻尼单元模拟隔震支座,建立了结构三维有限元模型。分别对水平单向、水平双向和三向地震作用下串联隔震结构的倒塌过程进行了模拟。通过改变结构各层的抗侧刚度,得到了串联隔震结构的3种倒塌模式。结果表明,多维地震作用下结构隔震层更容易发生位移超限破坏。 展开更多

关键词 多维地震 串联隔震 倒塌模拟

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近断层地震作用下平面不规则基础隔震结构的倒塌模拟

2

作者 杜永峰 朱翔 王小虎 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2012年第5期68-73,共6页

分析了平面不规则基础隔震结构在近断层地震作用下的抗震性能,并对其进行了倒塌过程模拟。基础隔震结构目前在国内外都比较常见,其安全性也得到了广泛的关注。由于基础隔震结构的自振周期较长,所以近断层地震动对基础隔震结构的抗震性... 分析了平面不规则基础隔震结构在近断层地震作用下的抗震性能,并对其进行了倒塌过程模拟。基础隔震结构目前在国内外都比较常见,其安全性也得到了广泛的关注。由于基础隔震结构的自振周期较长,所以近断层地震动对基础隔震结构的抗震性能有不利的影响。通过建立倒塌分析动力方程,使非线性仿真分析的解答精度得以保证,以此建立平面不规则基础隔震结构和非隔震结构模型,选择不同的近断层地震动作为输入进行非线性仿真分析。研究表明:近断层地震作用下平面不规则基础隔震结构的扭转效应相对于非隔震结构的扭转效应明显减小。同时,倒塌模拟表明,平面不规则的非隔震结构较基础隔震结构容易倒塌。 展开更多

关键词 近断层 基础隔震结构 平面不规则 扭转 倒塌模拟

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地震动作用下单层砌体结构倒塌模拟 被引量：1

3

作者 娄亚非 孙柏涛 +1 位作者 张烜 陈洪富 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第2期71-77,共7页

地震发生时建筑物的倒塌是造成人员伤亡的最直接原因。在地震救援时,救援人员对废墟形式的准确了解能够有效地提高救援效率。倒塌废墟形成规律的研究方法多种多样,利用数值方法模拟建筑物倒塌也是一种值得尝试的方法。利用数值方法进行... 地震发生时建筑物的倒塌是造成人员伤亡的最直接原因。在地震救援时,救援人员对废墟形式的准确了解能够有效地提高救援效率。倒塌废墟形成规律的研究方法多种多样,利用数值方法模拟建筑物倒塌也是一种值得尝试的方法。利用数值方法进行结构倒塌模拟时可以通过程序开发分析,也可以直接使用显示动力分析软件分析。不管使用何种数值方法,结构构件的材料特性和断裂处理都直接影响着计算结果的准确度。本文基于显式动力分析软件LS-DYNA,使用winfrith材料模型和基于裂缝宽度相关的失效准则,进行了单层砌体振动台试验模型的倒塌模拟分析,并与试验结果进行了对比。结果表明,此方法较为可靠,可进行砌体结构的倒塌模拟。 展开更多

关键词 倒塌废墟 倒塌模拟 单层砌体 LS-DYNA Winfrith 裂缝宽度

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基于拆除构件法的砌体结构教学楼抗倒塌研究

4

作者 周强 唐吉坤 +1 位作者 郭倩勤 赵文洋 《世界地震工程》 北大核心 2025年第3期84-92,共9页

历史震害表明,砌体结构教学楼的连续倒塌会造成严重的师生伤亡,留下惨痛教训。文中基于汶川地震中的实际震例和拆除构件法,研究了砌体结构教学楼的抗倒塌性能。首先,建立了有限元模型,并对砌体结构教学楼进行了弹塑性时程分析和倒塌模拟... 历史震害表明,砌体结构教学楼的连续倒塌会造成严重的师生伤亡,留下惨痛教训。文中基于汶川地震中的实际震例和拆除构件法,研究了砌体结构教学楼的抗倒塌性能。首先,建立了有限元模型,并对砌体结构教学楼进行了弹塑性时程分析和倒塌模拟,分析了结构震害机理;其次,研究了拆除不同位置横墙对砌体结构教学楼的抗震性能和抗倒塌能力的影响。结果表明:砌体结构教学楼底层震害较重,易成为结构的薄弱楼层;底层楼梯间墙体在地震中突然破坏失效,导致局部倒塌的发生;当结构底层不同横墙破坏时,结构的倒塌状态有较大差异;底层无构造柱约束的横墙对结构的抗倒塌性能具有重要影响,应给予足够的重视。该研究可为砌体结构教学楼的设计、改造及加固提供参考。 展开更多

关键词 砌体结构教学楼 抗倒塌 拆除构件法 倒塌模拟 弹塑性时程分析

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基于数值模拟的村镇典型砌体结构地震抗倒塌性能分析 被引量：9

5

作者 缪志伟 杨冬梅 +1 位作者 马栋梁 乔崎云 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期506-515,共10页

基于有限元软件MSC.MARC,开发了可用于模拟村镇砌体结构倒塌全过程的精细化有限元数值模型.基于数值模拟对我国广大村镇区域不同抗震构造措施的典型自建砌体结构进行了地震倒塌分析,并研究了构造柱、楼板形式、预制楼板支承长度等因素... 基于有限元软件MSC.MARC,开发了可用于模拟村镇砌体结构倒塌全过程的精细化有限元数值模型.基于数值模拟对我国广大村镇区域不同抗震构造措施的典型自建砌体结构进行了地震倒塌分析,并研究了构造柱、楼板形式、预制楼板支承长度等因素对结构抗倒塌性能的影响.结果表明:主要存在由砌体墙面内受力破坏导致的整体倒塌和由预制楼板坠落导致的局部倒塌2种模式;构造柱是形成整体倒塌机制、提高砌体结构抗倒塌性能的关键措施;预制楼板降低了各片墙体的协调性,使结构整体性和抗倒塌能力下降;预制楼板的支承长度小于100 mm时,会引发局部倒塌;无任何抗震构造措施的砌体结构在中震作用下就可能发生局部倒塌,抗倒塌能力较差. 展开更多

关键词 村镇建筑 砌体结构 地震抗倒塌性能 数值模拟 倒塌模拟

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模拟结构倒塌破坏的有限质点法 被引量：2

6

作者 喻莹 朱兴一 罗尧治 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期495-500,共6页

有限质点法是以向量式力学为基础的新兴结构分析方法,本文将其应用于冲击荷载作用下的网壳结构的倒塌破坏模拟中。以空间杆单元为例建立了有限质点法的基本方程,推导了求解几何和材料非线性问题的基本公式。为计算断裂问题,建立了空间... 有限质点法是以向量式力学为基础的新兴结构分析方法,本文将其应用于冲击荷载作用下的网壳结构的倒塌破坏模拟中。以空间杆单元为例建立了有限质点法的基本方程,推导了求解几何和材料非线性问题的基本公式。为计算断裂问题,建立了空间杆单元的断裂准则和断裂模型,发展了有限质点法进行断裂分析的基本算法。通过对某双层网壳冲击荷载下破坏过程的模拟和分析,验证了该方法在结构倒塌破坏过程模拟中的有效性和适用性。 展开更多

关键词 有限质点法 网壳 倒塌模拟

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基于离散单元法和物理引擎的结构连续倒塌可视化模拟 被引量：11

7

作者 王希 王宪杰 +3 位作者 董艳秋 龙诗琪 杨思昭 周潇凡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第13期267-275,共9页

目前强离散性、大位移、大变形的倒塌全过程求解是结构计算分析的瓶颈,而离散单元法以理论力学为基础,基于刚体运动学和动力学方程,可有效实现结构全过程倒塌可视化模拟。运用Blender平台实现建筑结构的三维可视化建模及倒塌场景的可视... 目前强离散性、大位移、大变形的倒塌全过程求解是结构计算分析的瓶颈,而离散单元法以理论力学为基础,基于刚体运动学和动力学方程,可有效实现结构全过程倒塌可视化模拟。运用Blender平台实现建筑结构的三维可视化建模及倒塌场景的可视化渲染;BCB(Bullet Constraints Builder)完成结构梁板柱构件的离散及刚体间约束的建立;物理引擎计算刚体间碰撞过程并"实时"更新刚体运动轨迹,三者协同作用实现倒塌全过程可视化模拟。模拟结果表明:所用方法适用于结构大变形模拟,可实现结构从弹性、弹塑性直至倒塌破坏的全过程可视化模拟,后续研究可为结构连续倒塌破坏机理的分析及人员逃生路径和搜救人员营救路线的选择提供科学指导。 展开更多

关键词 可视化 连续倒塌模拟 离散单元法 物理引擎 数值模拟

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高层钢结构三维倒塌仿真模型研究 被引量：4

8

作者 林旭川 施唯 +1 位作者 加登美喜子 中岛正爱 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期646-651,共6页

为研究高层钢结构在强震下的空间倒塌机理及其安全储备,本文探索适用于模拟高层钢结构三维倒塌行为的数值模型及其建模方法。模型以纤维模型为主,模拟各类杆系构件轴力和弯矩共同作用效应。纤维模型可考虑倒塌过程中构件的各种破坏现象... 为研究高层钢结构在强震下的空间倒塌机理及其安全储备,本文探索适用于模拟高层钢结构三维倒塌行为的数值模型及其建模方法。模型以纤维模型为主,模拟各类杆系构件轴力和弯矩共同作用效应。纤维模型可考虑倒塌过程中构件的各种破坏现象,如混凝土的开裂、软化和约束效应,钢材的包辛格效应、屈服、局部屈曲和断裂等。通过编制用户子程序,将纤维模型嵌入到有限元软件MSC.MARC中。通过对构件和振动台试验进行模拟,对模型的精确度进行验证,并通过算例分析,验证了建议模型在模拟结构倒塌全过程的有效性。 展开更多

关键词 高层钢结构 倒塌模拟 三维模型 纤维模型 局部屈曲 约束效应

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基于有限质点法的双层柱面网壳强风作用下倒塌破坏研究 被引量：4

9

作者 喻莹 王继中 朱兴一 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期756-762,共7页

采用有限质点法研究空间柱面网壳在强风作用下的倒塌破坏性能.推导了有限质点法基本方程和三维空间单元的内力计算公式,给出了利用该方法分析结构几何非线性、材料非线性的具体过程,建立了断裂模型和断裂准则.在破坏过程模拟中,考虑风... 采用有限质点法研究空间柱面网壳在强风作用下的倒塌破坏性能.推导了有限质点法基本方程和三维空间单元的内力计算公式,给出了利用该方法分析结构几何非线性、材料非线性的具体过程,建立了断裂模型和断裂准则.在破坏过程模拟中,考虑风速风压模拟的空间三维相关性,运用线性滤波器法中的自回归(AR)模型编写程序模拟脉动风速与风压,实现了强风作用下双层柱面网壳的倒塌全过程分析.基于结构倒塌模拟结果,建立衡量结构倒塌破坏的控制指标,对双层柱面网壳的结构参数进行优化,提高了双层柱面网壳的抗倒塌性能. 展开更多

关键词 有限质点法 双层柱面网壳 强风 倒塌模拟

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震损情景下人员疏散可视化模拟 被引量：2

10

作者 赵颖 王宪杰 +3 位作者 奂瑾 王兆毅 张帆 王希 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第4期1549-1557,共9页

地震发生时,其引发的下落碎片会影响人员疏散速度甚至造成人员伤亡,但现有的研究通常未考虑地震诱发的下落碎片对人员逃生的影响。因此,综合考虑地震作用下人员恐慌心理和下落碎片覆盖率等因素,对传统社会力模型的参数进行修正,并对云... 地震发生时,其引发的下落碎片会影响人员疏散速度甚至造成人员伤亡,但现有的研究通常未考虑地震诱发的下落碎片对人员逃生的影响。因此,综合考虑地震作用下人员恐慌心理和下落碎片覆盖率等因素,对传统社会力模型的参数进行修正,并对云南大学力行楼进行人员疏散可视化模拟,提出一种“先避难,后疏散”的疏散方案。模拟结果表明:在考虑这些因素的情况下,其结果更加符合现实中地震场景的人员疏散活动,所提疏散方案可以为灾害疏散演习和疏散路径提供一定的指导和帮助。 展开更多

关键词 社会力模型 倒塌模拟 地震诱发的下落碎片 人员疏散

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钢混建筑物落石碰撞的易损性定量评价

11

作者 张傲 唐朝晖 +1 位作者 柴波 黄璇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期217-222,共6页

为评价钢混建筑物落石碰撞的易损性,文章提出力学机理明晰的易损性定量方法。以广西凤山市4号矿山坡脚4层钢混建筑物为实例,考虑落石速度、大小和轨迹,分析不同条件落石的碰撞概率;采用SAP2000建立建筑物有限元模型,进行建筑物抗倒塌模... 为评价钢混建筑物落石碰撞的易损性,文章提出力学机理明晰的易损性定量方法。以广西凤山市4号矿山坡脚4层钢混建筑物为实例,考虑落石速度、大小和轨迹,分析不同条件落石的碰撞概率;采用SAP2000建立建筑物有限元模型,进行建筑物抗倒塌模拟;结合建筑物物理与经济损伤指数之间的相关性,计算易损性定量评价矩阵。结果表明：该钢混建筑物易损性值为0-1,对直径3.4m以上的落石较为敏感,易受其高度破坏;易损性指数与落石速度和大小有关,落石低速时即使体积再大也不可能造成建筑物高度损伤,高速时即使体积微小也足以造成高度损伤。钢混建筑物易损性评价矩阵的精确得出,说明该方法应用灵活,突破了传统统计方法的诸多局限性,能够作为建筑物进一步风险研究的定量化依据。 展开更多

关键词 落石 SAP2000软件 钢混建筑物 抗倒塌模拟 易损性定量评价矩阵

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特大跨桥梁地震弹塑性分析 被引量：3

12

作者 林楷奇 黄盛楠 +1 位作者 解琳琳 陆新征 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期588-592,共5页

近年来,我国地震灾害频发,结构的地震灾变机理研究得到了广泛的重视。桥梁结构作为生命线工程之一,其抗震性能研究尤为重要。同时,经济与社会的发展对于特大跨桥梁的建设提出了需求。随着桥梁跨度的增大,其地震动力学问题也愈加复杂,且... 近年来,我国地震灾害频发,结构的地震灾变机理研究得到了广泛的重视。桥梁结构作为生命线工程之一,其抗震性能研究尤为重要。同时,经济与社会的发展对于特大跨桥梁的建设提出了需求。随着桥梁跨度的增大,其地震动力学问题也愈加复杂,且无规范可循。基于有限元软件的地震弹塑性分析成为了研究特大跨桥梁地震响应的重要手段之一。本文以琼州海峡大桥悬索桥及斜拉桥设计方案为例,研究了特大跨桥梁的基本动力特性及地震响应,为进一步开展千米级以上的特大跨桥梁地震灾变分析提供参考。 展开更多

关键词 特大跨桥梁 地震灾变 基本动力特性 弹塑性分析 倒塌模拟

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风力发电塔筒极端动力荷载作用下破坏的对比研究 被引量：22

13

作者 戴靠山 赵志 毛振西 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期252-257,272,共7页

为了研究和对比风力发电塔筒在极端动力荷载作用(风和地震)下的破坏模式,对于某典型风电塔通过ABAQUS建立考虑土-结构相互作用和叶片建模的精细有限元模型,开展了一系列非线性时程分析。风场由Turbsim软件人工生成,风荷载由风机设计软件... 为了研究和对比风力发电塔筒在极端动力荷载作用(风和地震)下的破坏模式,对于某典型风电塔通过ABAQUS建立考虑土-结构相互作用和叶片建模的精细有限元模型,开展了一系列非线性时程分析。风场由Turbsim软件人工生成,风荷载由风机设计软件FAST计算得到;地震选用适用于硬土场地的典型记录。分析结果表明,塑性铰大部分出现在塔筒几何非连续处,一旦局部全截面塑性铰稳定出现,即面临倒塌。在强风下,风速的能量在风电塔低频分布较高,塔筒受基本模态控制,在底部出现全截面塑性铰和倒塌;在强震下,地震动的能量在风电塔高频也分布较高,塔筒受高阶模态影响,虽然塑性铰首先在底部出现,但全截面塑性铰与倒塌位置在中部或上部,并且不同的天然地震动可能导致不同的倒塌位置。 展开更多

关键词 风力发电塔筒 极端荷载 非线性时程分析 倒塌模拟

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地震预警对室内人员疏散影响 被引量：3

14

作者 贺安特 王宪杰 +3 位作者 张帆 胡彪 赵颖 奂瑾 《湖南师范大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期81-88,共8页

地震预警技术的出现改变了传统地震疏散模式。为研究地震预警对疏散的影响,本文通过LS-DYNA进行倒塌模拟,分析了结构的地震倒塌过程,同时调整社会力模型,在AnyLogic平台上实现地震预警下的人员疏散活动,综合分析了预警时间及地震晃动的... 地震预警技术的出现改变了传统地震疏散模式。为研究地震预警对疏散的影响,本文通过LS-DYNA进行倒塌模拟,分析了结构的地震倒塌过程,同时调整社会力模型,在AnyLogic平台上实现地震预警下的人员疏散活动,综合分析了预警时间及地震晃动的影响。结果表明:预警时间能够缩短必要时间,有效减少人员伤亡,且地震强度越大,效果越显著。可见,地震预警的积极影响能为地震疏散研究提供预警疏散的新思路。 展开更多

关键词 地震预警 倒塌模拟 人员疏散 社会力模型

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新型单回路T接塔线体系的风致静力及动力稳定性研究

15

作者 盛金马 姜克儒 +4 位作者 常江 黎彬 王陈杰 陈磊 李凯 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期464-468,共5页

文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对风载诱发的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行研究,获得其载荷-位移曲线,并给出此塔线系... 文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对风载诱发的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行研究,获得其载荷-位移曲线,并给出此塔线系统失效模态。基于Kaimal谱建立风载荷模型,用MATLAB编程模拟获得了各高度脉动风,并对比了模拟风谱和目标风谱;利用ANSYS/LS-DYNA软件研究了不同风载荷作用下塔的静力和动力稳定性,获得其失效模式和临界风速。研究结果表明风载荷对塔稳定性具有重要影响,该研究结果对此新型单回路T接塔的设计及应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 传输塔线系统 风载 稳定性分析 动态冲击 倒塌模拟

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导线断裂诱发T接塔线系统的稳定性分析

16

作者 李涛 盛金马 +4 位作者 朱晓峰 韩承永 王传双 陈磊 李凯 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期320-323,共4页

文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对冰载作用情形下导线断裂诱发电塔的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行详细研究,获得其冰... 文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对冰载作用情形下导线断裂诱发电塔的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行详细研究,获得其冰载荷-位移曲线,并给出此塔线系统失效模式。利用ANSYS软件数值建模时,考虑了电塔构件及地线、导线上的冰载荷,并利用ANSYS/LS-DYNA软件对失稳破坏过程进行模拟。结果表明,导线断裂对此新型单回路T接塔线系统稳定性具有重要影响,并且动力失稳相对静力失稳更易发生。该文研究结果对此新型单回路T接塔的设计及应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 传输塔线系统 导线断裂 稳定性分析 动态冲击 倒塌模拟

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