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“鱼骨”简化模型简介1.模型简介根据前期对上海中心大厦精细模型的分析以及各类构件刚度贡献的讨论,可知在简化模型中主要考虑巨柱、核心筒、伸臂桁架以及连梁,对于外框架可以暂时不考虑,巨柱和核心筒主要承受压弯,连梁主要剪切破坏,伸臂桁架的上下弦杆主要承受弯曲,斜腹杆主要承受剪切;为了尽量减少模型中的不确定因素,除去了上海中心精细模型的塔顶,仅考虑结构楼层部分;简化模型采用平面模型,所有构件均采用梁单元或者弹簧进行简化,其简化模型如图1所示。图1简化模型示意图简化模型中的核心筒主要采用了双梁模型来模拟,为了考虑实际筒体的物理宽度,在双梁模型中插入长度约为1/2筒体宽度的刚臂,简化模型的面积直接按照筒体的实际面积选取,刚度按照两者抗侧刚度一致的原则来确定。简化模型中的连梁利用剪切弹簧来模型,插入到双梁的简化核心筒模型之中,剪切弹簧的参数按照数值试验的方法确定,在精细模型中取出单根连梁,进行纯剪切的数值试验,得到连梁的刚度以及强度参数。巨柱桁架刚臂核心筒链杆连梁02000000400000060000008000000100000001200000000.020.040.060.080.10.120.14Displacement(m)Force(N).数值结果简化骨架线图2连梁简化示意图另外,为了保证巨柱在简化后,不出现局部振动,在巨柱和筒体之间插入了刚性链杆来对巨型的侧向自由度进行约束,近似考虑楼板对巨柱的约束作用。具体的模型参数见模型文件中matcode文件和walldata(连梁)文件。2.简化模型比较简化模型与精细模型在计算平面内的前7阶周期比较如表1所示。显然,简化模型与精细模型吻合良好,简化模型能较好的把握住精细模型的基本动力特性。表1简化模型与精细模型前7阶周期比较1阶2阶3阶4阶5阶6阶7阶精细模型9.2683.3671.5940.9780.6640.4980.403简化模型9.3023.3541.590.9570.6530.4830.388相对偏差0.37%-0.37%-0.21%-2.11%-1.57%-3.04%-3.76%在El-centro波400gal作用下,简化模型与精细模型弹性时程比较如图3-7所示。010020030040050060000.20.40.60.8Displacement(m)Height(m).简化精细010020030040050060000.0010.0020.0030.0040.005StoryDriftRatioHeight(m).简化精细图3楼层位移比较图4层间位移角比较-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8051015202530354045t(s)Topdisplacement(m).简化精细图5顶点位移时程比较010020030040050060002468Acc.(m/s2)Height(m).简化精细图6楼层加速度包络比较-4.00E+09-3.50E+09-3.00E+09-2.50E+09-2.00E+09-1.50E+09-1.00E+09-5.00E+080.00E+00-4.00E+09-3.50E+09-3.00E+09-2.50E+09-2.00E+09-1.50E+09-1.00E+09-5.00E+080.00E+00简化模型轴力(N)精细模型轴力(N)巨柱核心筒图7简化模型与精细模型中巨柱以及核心筒轴力比较弹塑性模型中,各构件骨架线采用了双折线的骨架线,在El-centro波400gal作用下,简化模型与精细模型弹塑性时程比较如图8所示。010020030040050060000.20.40.60.8Displacement(m)StoryHeight(m)精细双线性图8楼层位移比较显然,简化模型能较好的反映精细模型的受力特性。
本文标题:鱼骨模型简介
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