【摘 要】
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大自然灾害中,地震对人们生产生活造成的破坏是巨大的。我国作为地震多发国家,在抗震设防方面尤为重视。基于性能的抗震设计作为新世纪抗震设计发展的主流,是在传统设计思想‘小震不修,中震可修,大震不倒’上的重大突破,满足了从多个性能方面评估结构抗震性能的目标。由于钢结构建筑损伤反应并不明显,往往在破坏时才会有显著的损伤特征。选择适合钢结构性能指标的地震损伤评价模型一直是研究的热门话题。国内外学者在结构性能
【基金项目】
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河北建筑工程学院基金项目(编号XY-202101); 填充墙对自复位轻钢框架抗震性能的影响研究,河北建筑工程学院创新基金项目,XA201916;
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大自然灾害中,地震对人们生产生活造成的破坏是巨大的。我国作为地震多发国家,在抗震设防方面尤为重视。基于性能的抗震设计作为新世纪抗震设计发展的主流,是在传统设计思想‘小震不修,中震可修,大震不倒’上的重大突破,满足了从多个性能方面评估结构抗震性能的目标。由于钢结构建筑损伤反应并不明显,往往在破坏时才会有显著的损伤特征。选择适合钢结构性能指标的地震损伤评价模型一直是研究的热门话题。国内外学者在结构性能抗震设计方面提出了基于位移、刚度、强度、耗能、层间位移角等重要性能指标,并在此基础上进行两种或多种参数的组合来构成评估结构地震作用下的损伤模型。本文利用Python语言快速从ABAQUS数据库中提取出有用的性能参数,研究楼层性能分布规律,并对比不同楼层层数的钢框架结构地震作用下的损伤反应,提出基于构件和楼层损伤因子评价模型。本文具体研究内容如下:(1)论述了国内外学者利用ABAQUS二次开发在结构研究方面的应用,并阐述了国内外学者基于性能提出的地震破坏损伤模型研究进展。(2)论述了ABAQUS软件主要模块功能,介绍了Python语言脚本开发环境,阐述了ABAQUS与Python语言之间的联系。(3)通过Python语言脚本对ABAQUS后处理进行二次开发,拟预想能一键提取结构某个或多个性能参数的程序代码,并根据楼层中构件塑性损伤程度数量的占比编写计算楼层损伤因子代码,提供了后处理开发设计的思路。(4)利用PKPM和ABAQUS两种有限元软件合理的设计出5层、10层和15层三种层高相同楼层数不同的钢框架模型。设计不同指标(幅值、持时和频谱)的地震波,根据结构地震动力时程分析反应,利用二次开发功能快速提取性能参数,研究楼层最大位移、最大层间位移角、楼层最大剪力和耗能分布规律。(5)根据提取到的数据综合分析结构损伤特点,提出基于构件位自身性能和实际性能两种损伤评价模型以及基于楼层最大层间位移角、楼层最大受剪力承载力和塑性耗能的多参数损伤模型,实现了对楼层损伤定量的评估。(6)通过重新建立一个12层钢框架模型,提取构件和楼层性能参数代入所提出来的三个损伤因子计算模型中,验证其可行性和广泛性。
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