基于ABAQUS的冲击荷载下钢框架的动力响应分析

第50卷第2期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.2 2019年2月Journal of Central South University (Science and Technology)Feb. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2019.02.021侧向冲击下方钢管混凝土构件动力响应的参数研究蔡健1, 2，余瑜1，陈庆军1, 2，李玉楠1，叶嘉彬1(1. 华南理工大学土木与交通学院，广东广州，510641；2. 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州，510641)摘要：运用ABAQUS/Explicit有限元软件对方钢管混凝土(CFRST)构件的侧向冲击过程进行数值模拟，研究冲击高度、截面含钢率、冲击位置、材料强度、构件长细比等对方钢管混凝土构件冲击力和挠度变形的影响；基于刚塑性梁理论，提出计算方钢管混凝土构件截面动力受弯承载力提高系数的实用计算公式。

研究结果表明：截面含钢率和长细比是影响冲击持续时间和冲击力平台值的敏感因素；减小冲击高度和构件长细比，增加截面含钢率可显著减小构件冲击点处的挠度；钢材屈服强度、截面含钢率、长细比和冲击速度是影响构件截面动力受弯承载力的重要参数。

关键词：侧向冲击；方钢管混凝土；数值模拟；参数分析；简化塑性理论中图分类号：TU398.9 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)02−0409−11Parameter study on dynamic response ofconcrete filled square tube under lateral impactCAI Jian1, 2, YU Yu1, CHEN Qingjun1, 2, LI Yunan1, YE Jiabin1(1. School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology, Guangzhou 510641, China;2. State Key Laboratory of Subtropical Building Science,South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)Abstract: ABAQUS/Explicit software was used to simulate the concrete-filled rectangular steel tube(CFRST) specimens under lateral impact. The effects of five main parameters including impact height, sectional steel ratio, impact location, material strength and slenderness ratio on impact force and deflection of CFRST were studied. Based on the rigid-plastic beam theory, a useful formula was proposed to calculate the dynamic flexural capacity strengthening factor (cross-section dimension) of the CFRST. The results show that sectional steel ratio and slenderness ratio are the sensitive factors that affect impact time duration and force platform value. Reducing the impact height and slenderness ratio, and increasing the sectional steel ratio can decrease the CFRST deflection remarkably at the impact point. The steel yield strength, sectional steel ratio, slenderness ratio and impact velocity are proved to be the control parameters of the CFRST cross-sectional dynamic flexural capacity.Key words: lateral impact; concrete filled rectangular steel tube(CFRST); numerical simulation; parametric analysis;simplified plasticity theory收稿日期：2018−03−11；修回日期：2018−05−11基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51578246)；广东省自然科学基金资助项目(2017A030313263)；华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题(2015ZA04)(Project(51578246) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (2017A030313263) supported by the Natural Sciences Foundation of Guangdong Province; Project(2015ZA04) supported by the Independent Research Program of State Key Laboratory of Subtropical Building Science of South China University of Technology) 通信作者：陈庆军，博士，副教授，从事结构理论、结构仿真分析等研究；E-mail：***************.cn中南大学学报(自然科学版) 第50卷 410钢管混凝土结构已广泛应用于各类土木工程结构，如超高层建筑大跨空间结构、电力塔架、地铁站、桥墩等。

瞬态冲击荷载作用下刚性道面动态响应分析论文
本文旨在通过研究瞬态冲击荷载作用下刚性路面的动态响应，为降低道路损坏水平及满足道路使用要求提供参考。

此外，本文还研究了冲击波类型、波形参数、荷载工况（如荷载持续时间、冲击荷载的强度大小等）对刚性路面动态响应的影响。

首先，为了研究刚性路面对冲击荷载作用下的动态响应，我们对荷载工况进行了分析，其中包括荷载持续时间、冲击荷载的强度大小等。

然后，根据不同的冲击波类型和波形参数，采用有限元分析软件ABAQUS，建立了瞬态冲击荷载作用下刚性
路面的数值模型，并针对模型中关联参数（如模量、泊松比等）进行了不同的设定，以模拟准确的荷载工况和物理状态。

在完成建模之后，我们将有限元方程求解后得到的动态响应解析结果与实际试验结果进行比较，讨论其含义及影响。

当荷载作用时，刚性路面会发生各种动态变形，并且随着荷载时间的延长，变形状况将会发生变化。

最后，根据上述结果得出，瞬态冲击荷载作用下刚性道面动态响应受荷载工况、冲击波类型和波形参数等因素的共同影响。

综上所述，本文研究了瞬态冲击荷载作用下刚性路面的动态响应，从而为降低道路损坏水平及满足道路使用要求提供参考。

本研究的成果可为今后相关研究提供参考。

冲击波载荷作用下结构响应的模型律分析冲击波载荷是由爆炸或其它冲击事件产生的瞬态载荷，其作用于建筑物、建筑机械设备等产生的有序反应，属非线性动力学系统的动态响应分析。

冲击波载荷作用于结构时，可能会在载荷受到剪切、压缩、扭矩、挠度、反作用力等激励作用时产生振动，其变形随时间变化。

冲击载荷对结构的影响不容忽视，其响应模型的研究一直是诸多学者探究的重点，主要研究方向有以下三种：（1）动力响应模型；（2）变形响应模型。

1.动力响应模型
动力响应模型是指用来表示结构响应的非线性时变模型，如拟阵列模型、粗糙集模型、层次分析法、传动阻抗法等。

拟阵列模型是将结构看作一系列按一定矩阵步距排列的自振子单元，将冲击载荷分解为每个自振子单元的响应。

粗糙集模型将结构的受力特性分解为一系列的特性函数，每个函数都是一个粗糙集，然后根据特性函数进行模型最优化。

层次分析可以将复杂的结构简化成一系列进行分析的简单
单元，把冲击载荷作用于结构上，然后得出相应的响应值。

传动阻抗
法可将传递结构作为由灵敏度阻抗矩阵构成的系统，利用此系统的特
征值和特征向量的性质，求出结构经受冲击载荷作用后所受的响应。

2.变形响应模型
变形响应模型是根据结构受到冲击载荷作用后的变形进行的分析，如多层梁模型、Lagrange模型等。

多层梁模型是基于结构的多层叠合
而建立的，将结构受力过程中所受的拉压和扭矩等一气呵成考虑进去，从而可以准确模拟结构经受冲击载荷后的响应。

Lagrange模型是一种
非平面三维模型，它是基于材料的形变应力关系、力学力的本构模型、节点连接、动力学系统等来描述和分析结构受力状况，使得结构在受
到冲击载荷作用时变形过程可以反映出来。

钢结构桥梁的静力与动力响应分析钢结构桥梁是现代交通基础设施中常见的工程结构之一，对桥梁在静力和动力载荷下的响应进行准确分析，对于保证桥梁的安全性、可靠性和耐久性具有重要意义。

本文将对钢结构桥梁在静力和动力载荷下的响应分析方法进行探讨，以提供参考和指导。

一、静力响应分析静力响应分析是钢结构桥梁设计和评估的基础。

在静力载荷作用下，桥梁结构不会出现频率变化和振动，通过对桥梁荷载、变形和应力的计算，可以评估其结构的安全性和稳定性。

1. 载荷分析载荷分析是静态分析的第一步，包括桥梁受到的永久载荷和可变载荷。

永久载荷包括桥梁自重以及附加结构和设备的重量；可变载荷包括交通荷载、风荷载和温度荷载等。

通过对这些载荷的分析，可以得到桥梁结构在不同工况下的受力情况。

2. 变形计算桥梁的变形计算是对桥梁的结构形态进行分析和评估的过程。

通过有限元分析等方法，可以计算出桥梁在静力载荷作用下的变形情况，包括整体变形和局部变形。

变形计算的结果可以用于评估桥梁的稳定性和结构变形对行车安全的影响。

3. 应力分析桥梁的应力分析是对桥梁各个构件的应力进行计算和评估的过程。

在静力响应分析中，主要关注桥梁结构的承载能力和极限状态下的应力情况。

通过对不同构件的应力分析，可以评估桥梁结构在不同工况下的安全性。

二、动力响应分析动力响应分析是钢结构桥梁在动态载荷下的振动响应分析。

在桥梁的使用过程中，交通载荷和地震等外部因素会引起桥梁的振动，对桥梁的结构和使用安全性造成影响。

动力响应分析可以帮助工程师评估桥梁的疲劳寿命和振动对行车安全的影响。

1. 模态分析模态分析是动力响应分析的关键步骤。

通过计算桥梁结构的固有振型和固有频率，可以了解桥梁在自然振动状态下的响应情况。

模态分析的结果可以用于进一步的动力响应计算和模态叠加分析。

2. 动力载荷分析在动力响应分析中，动力载荷包括交通荷载和地震荷载。

交通荷载是桥梁在汽车、火车等交通载荷下的振动响应；地震荷载是桥梁在地震作用下的振动响应。

一文详解abaqus中冲击动力学问题的求解方法Abaqus作为一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域的仿真计算。

冲击动力学问题作为工程实践中常见的一种现象，对其进行准确模拟和分析具有重要意义。

本文将详细讲解在Abaqus中求解冲击动力学问题的方法，帮助读者更好地掌握这一技能。

一、冲击动力学问题的特点冲击动力学问题具有以下特点：1.瞬态过程：冲击过程通常在短时间内完成，对时间分辨率要求较高。

2.高应变率：冲击过程中，物体的应变率较高，可能导致材料性质发生变化。

3.非线性：冲击过程中，物体可能发生大变形，使得问题具有非线性特征。

4.动态效应：冲击过程中，物体的惯性效应和阻尼效应明显，需要考虑这些效应的影响。

二、Abaqus求解冲击动力学问题的步骤1.建立模型在Abaqus中，首先需要建立冲击问题的几何模型，包括冲击体的形状、尺寸以及被冲击体的几何特征。

同时，要定义材料属性，如密度、弹性模量、泊松比等。

2.划分网格为了提高计算精度和效率，需要对模型进行网格划分。

对于冲击区域，应采用较细的网格以提高计算精度；而对于远离冲击区域的部分，可以采用较粗的网格。

3.设定边界条件和初始条件根据冲击问题的特点，需要设定以下边界条件和初始条件：- 边界条件：约束冲击体和被冲击体的运动，如固定、滑动等。

- 初始条件：设定冲击体的初始速度、加速度等。

4.选择求解器在Abaqus中，可以选择显式求解器（如Dynamic Explicit）或隐式求解器（如Generalized Explicit）进行冲击动力学问题的求解。

显式求解器适用于求解瞬态、高应变率问题，而隐式求解器适用于求解复杂、大变形问题。

5.设置求解控制参数为了确保计算过程的稳定性和准确性，需要设置以下求解控制参数：- 时间步长：根据冲击过程的时间分辨率，合理设置时间步长。

- 网格细化：在冲击过程中，根据变形程度和应变率对网格进行自适应细化。

- 阻尼设置：考虑冲击过程中的能量耗散，设置合适的阻尼参数。

钢混凝土组合框架结构倒塌动力响应特征及参数分析目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究目的与内容 (4)1.4 技术路线与方法 (6)二、钢混凝土组合框架结构概述 (6)2.1 钢混凝土组合结构定义 (7)2.2 组合结构的发展历程 (8)2.3 组合结构的特点及优势 (9)2.4 应用领域及案例分析 (10)三、结构倒塌动力学基础 (12)四、钢混凝土组合框架结构倒塌机理 (13)4.1 结构失效模式 (14)4.2 关键影响因素 (16)4.3 倒塌过程仿真 (17)4.4 案例研究 (18)五、动力响应特征分析 (20)六、参数敏感性分析 (21)6.1 参数变化对结构性能的影响 (22)6.2 敏感性分析方法 (23)6.3 分析结果讨论 (24)6.4 改进建议 (26)七、结构设计优化建议 (27)7.1 设计原则与规范 (28)7.2 结构安全评估标准 (29)7.3 防倒塌措施建议 (30)7.4 新材料新技术的应用前景 (31)八、结论与展望 (33)8.1 主要研究成果总结 (34)8.2 存在的问题与不足 (35)8.3 后续研究方向 (36)8.4 对未来工作的建议 (37)一、内容概述本篇论文旨在研究钢混凝土组合框架结构在遭受地震或大风等动力荷载作用下的倒塌动力响应特征，并对相关参数进行分析。

论文首先对钢混凝土组合框架结构的力学特性、动力响应规律以及倒塌机理进行深入研究。

通过建立精确的动力模型，对钢混凝土组合框架结构的动力响应进行仿真分析，获取其倒塌过程中的位移、速度、加速度等动力学特征。

在此基础上，对影响钢混凝土组合框架结构动态倒塌性能的关键参数进行分析，包括抗震等级、楼板刚度、柱轴压比、梁柱连接方式等。

通过对比分析不同参数对结构动力响应和倒塌性能的影响，为钢混凝土组合框架结构的设计与优化提供理论依据和指导。

论文研究成果可为我国城市建设、地震工程和结构工程领域的研究与实践提供有益参考。

ABAQUS动力分析1. 简介ABAQUS是由达索系统有限公司（Dassault Systemes SA）开发和销售的一款用于有限元分析（FEA）的商业软件。

它提供了完整的解决方案，包括建模、求解和后处理功能，广泛应用于工程和科学领域。

动力分析是ABAQUS中的一个重要应用领域，它用于研究结构或材料在受到外部载荷作用下的动态响应。

ABAQUS动力分析可以帮助工程师预测和评估结构的动态行为，以及优化设计，提高结构的可靠性和性能。

2. 动力分析的基本原理动力分析的基本原理是通过求解结构或材料的运动方程来研究动态响应。

在ABAQUS中，动力分析是基于有限元方法的，它将结构的连续域离散化为有限数量的子域，然后通过求解离散化系统的运动方程得到结构的运动情况。

动力分析的过程可以简要概括为以下几个步骤：2.1 建立几何模型在进行动力分析之前，需要准备好结构的几何模型。

ABAQUS提供了丰富的建模工具和操作，可帮助用户创建复杂的几何模型。

2.2 定义材料特性在进行动力分析之前，需要定义结构中所用材料的特性。

ABAQUS支持多种材料模型，如线性弹性模型、非线性弹性模型和塑性模型等。

用户可以根据实际需求选择适当的材料模型，并设置材料的参数。

2.3 网格生成在进行动力分析之前，需要将结构的几何模型离散化为有限元网格。

ABAQUS 提供了强大的网格生成工具，可以根据用户的需求自动生成合适的网格。

2.4 定义边界条件和加载在进行动力分析之前，需要定义结构的边界条件和加载。

边界条件包括约束条件和初始条件，加载包括外部载荷和初始速度等。

ABAQUS提供了灵活的边界条件和加载设置，用户可以根据需求自定义。

2.5 求解动力分析问题在完成前面的准备工作后，就可以使用ABAQUS进行动力分析了。

ABAQUS使用显式或隐式求解器来求解动力分析问题。

显式求解器适用于短时间内的动力响应，而隐式求解器适用于长时间内的动力响应。

2.6 后处理结果在求解动力分析问题后，还需要对结果进行后处理。

ABAQUS中冲击动力学问题的求解方法冲击载荷随时间迅速变化。

当物体的局部位置受到冲击时，所产生的扰动会逐渐传到未扰动的区域去，这种现象称为应力波的传播。

当载荷作用时间短、变化快，且受力物体在加载方向的尺寸又足够大时，这种应力波的传播就显得特别重要[35]。

研究动力学问题最终将简化为求解动力学平衡方程式：节点质量矩阵M乘以节点加速度u 等于节点的合力（所施加的外力P与单元内力I之间的差值）：M-= (2-1)PuI由于考虑了惯性力的影响，动力学平衡方程中出现了质量矩阵，最后得到的求解方程不是代数方程组，而是常微分方程组。

1 冲击动力学求解方法如果加载时间过短或者是动态载荷，需要采用动态分析（dynamic analysis）。

复合材料的低速冲击就属于动态分析问题。

动态分析又分为隐式分析和显式分析。

在隐式分析中，结构的刚度矩阵需要进行多次生成和求逆，这使得分析求解成本大大增加，而且刚度退化和材料失效常常引起计算收敛问题。

在显示分析中，能够避免计算收敛，较好地求解这一问题。

1.1 显式与隐式分析的区别显式与隐式分析的区别在于[5]：显式分析需要很小的时间增量步，它仅依赖于模型的最高固有频率，而与载荷的类型和持续的时间无关。

通常的模拟需要10000~1000000个增量步，每个增量步的计算成本相对较低。

它的求解方法是在时间域中以很小的时间增量步向前推出结果，而无需在每一个增量步求解耦合的方程系统，或者生成总体刚度矩阵。

隐式分析对时间增量步的大小没有内在的限制，增量的大小通常取决于精度和收敛情况。

典型的隐式模拟所采用的增量步数目要比显式模拟小几个数量级。

然而，由于在每个增量步中必须求解一套全域的方程组，所以对于每一增量步的成本，隐式方法远高于显式方法。

1.2计算方法选择复合材料层合板低速冲击损伤涉及到复杂的接触问题、材料刚度随着载荷发生变化的问题、材料的退化（degradation）和失效（failure）导致的严重的收敛问题，这些问题在隐式分析中都无法实现或者求解成本比较昂贵。

第九章 动力问题如果只对结构加载荷后的长期响应感兴趣的话，静力分析就足够了。

然而，如果加载时间很短，例如地震；或者载荷性质为动态，例如来自旋转机械的荷载，这时就必须采用动力分析。

9.1 引言动态模拟是将惯性力包含在动力学平衡方程中：0=-+P I uM 其中 M 是结构的质量。

u是结构的加速度。

I 是结构中的内力。

P 是所施加的外力。

公式的表述无非是牛顿的第二运动定律（F=ma ）的表现。

动态分析和静态分析最主要的不同在于平衡方程中包含惯性力项（M u）。

两者的另一个不同之处在于内力I 的定义。

在静态分析中，内力仅由结构的变形引起；而动态分析中的内力包括运动（例如阻尼）和结构变形的共同贡献。

9.1.1 固有频率和模态最简单的动力问题是在弹簧上的质量振动，如图9-1所示。

图9–1质量－弹簧系统弹簧的内力为ku ，所以运动方程为muku P +-=0 这个质量弹簧系统的固有频率（单位是弧度/秒）为m k =ω如果质量块被移动后再释放，它将以这个频率振动。

假若以此频率施加一个动态外力，位移的幅度将剧烈增加－即所谓的共振现象。

实际的结构具有多个固有频率。

因此，在设计结构时避免使各固有频率与可能的荷载频率过分接近就很重要。

固有频率可以通过分析结构在无荷载（动力平衡方程中的）时的动态响应而得到。

此时，运动方程变为 M u I +=0 对于无阻尼系统，，则上式变为 M uKu +=0 这个方程解的形式为 t i e u ωφ=将此式代入到运动方程中便得到了特征值问题方程K M φλφ=其中λω=2。

该系统具有n 个特征值，此处n 是有限元模型的自由度数。

记j λ为第j 个特征值。

它的平方根j ω是结构的第j 阶固有频率，并且j φ是相应的第j 阶特征向量。

特征向量也就是所谓的模态（也称为振型），因为它是结构在第j 阶振型下的变形状态。

在ABAQUS 中，频率提取程序用来求解结构的振型和频率。

这个程序使用起来十分简单，只要给出所需振型的数目和所关心的最高频率即可。

基于ABAQUS的高速铁路路基动力响应规律数值模拟研究摘要：通过ABAQUS软件模拟计算了在振动频率20Hz、振动位移为3mm下路基的动力响应特征，得出在循环位移的作用下路基的应力以及位移范围都呈半球体状，且应力的扩散范围比位移扩散范围更为明显；位移的传递大部分是集中于较浅的一部分，在表层部分就已经衰减了绝大部分，以至于很难往下部传递。

关键词：路基；数值模拟；动力响应；动应力；位移Numerical simulation of dynamic response law of high-speed railway subgrade based on ABAQUSAbstract: The dynamic response characteristics of subgrade with vibration frequency of 20Hz and vibration displacement of 3mm were simulated and calculated by ABAQUS software. It is concluded that the stress and displacement range of subgrade under the action of cyclic displacement are half spherical, and the stress diffusion range is more obvious than the displacement diffusion range. The transfer of displacement is mostly concentrated in the shallow part, which has attenuated most of the surface part, so that it is difficult to transfer to the lower part.Key words: roadbed; Numerical simulation; Dynamic response; Dynamic stress; The displacement0引言在长期性的周期性列车荷载作用下会致使塑性变形逐渐积累，到一定程度的时候会严重路基的稳定性以至于影响列车的运营安全。

Q345 圆钢管在冲击荷载作用下的动力响应分析摘要：本文通过对Q345 圆钢管在冲击荷载作用下的动力响应分析，探究了其在复杂环境下应变和应力状态的变化规律和变形机理。

首先，对圆钢管的受力分析进行了详细阐述，然后建立了Q345 圆钢管的动力响应模型，并采用ANSYS 软件进行数值分析，得出了其在不同冲击载荷下的动力响应结果。

最后，论文结合实验数据对模型进行了验证，并总结了圆钢管在冲击荷载作用下的变形特点和应对策略。

本研究对于进一步完善圆钢管的设计和工程实践具有重要的参考价值。

关键词：Q345 圆钢管，动力响应，冲击荷载，ANSYS，变形机理Abstract:In this paper, through the analysis of the dynamic response ofQ345 round steel pipe under impact load, the changes of strain andstress state and deformation mechanism under complex environment are explored. Firstly, the force analysis of the round steel pipe is elaborated in detail. Then, the dynamic response model of Q345 roundsteel pipe is established, and the numerical analysis is carried out byusing ANSYS software to obtain the dynamic response results underdifferent impact loads. Finally, the paper validates the model with experimental data and summarizes the deformation characteristics and coping strategies of round steel pipe under impact load. This study has important reference value for further improving the design and engineering practice of round steel pipe.Keywords: Q345 round steel pipe, dynamic response, impact load, ANSYS, deformation mechanism1.引言圆钢管作为一种重要的结构元件，在建设项目中得到广泛的应用，但在一些特殊的工程环境中会遭受到复杂的冲击荷载，如台风、地震、车辆冲撞等。

钢筋混凝土梁冲击响应的有限元分析作者：王中泉杨永辉来源：《价值工程》2019年第33期摘要：为了研究普通钢筋混凝土梁在冲击荷载作用下的应力与位移分布规律，本文采用非线性有限元分析软件Abaqus建立了钢筋混凝土梁的有限元分析模型，结合试验测得的混凝土与钢筋材料的力学性能参数分析了钢筋混凝土梁在沖击荷载作用下应力场与位移场分布情况。

结果表明，梁侧面最大拉应变区域与梁出现裂缝的区域相同，其破坏规律可用最大伸长线应变理论进行解释。

Abstract：; In order to study the stress and displacement distribution of ordinary reinforced concrete beams under impact loading， the finite element analysis model of reinforced concrete beams is established by using nonlinear finite element analysis software Abaqus. The distribution of stress field and displacement field of reinforced concrete beams under impact loading is analyzed by combining with the mechanical properties parameters of the concrete and steel materials. The results show that the maximum tensile strain area on the side of the beam is the same as the cracked area in the beam， and the failure law can be explained by the maximum elongation line strain theory.关键词：混凝土梁;冲击荷载;显式动力学;有限元分析Key words： concrete beam;impact load;explicit dynamics;finite element analysis中图分类号：TU375.1; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1006-4311（2019）33-0276-020; 引言研究钢筋混凝土结构在冲击荷载作用下破坏规律对于高烈度山区生命线工程[1]的防灾减灾具有重要意义。

钢结构体系下的建筑物动力响应与减震技术引言：在现代建筑设计中，钢结构体系被广泛应用于高层建筑和大跨度建筑等工程。

与传统的混凝土结构相比，钢结构具有更好的抗震性能和更高的可塑性，能够有效降低建筑物在地震等自然灾害中的损坏程度。

然而，钢结构体系在动力响应方面仍然存在挑战，因此探索和应用减震技术成为建筑结构工程领域的研究热点之一。

一、钢结构体系下的建筑物动力响应分析钢结构体系在地震或其他动力荷载下的动力响应是衡量其抗震性能的关键指标之一。

为了对建筑物的动力响应进行准确预测和评估，需要进行有限元分析、试验和观测等方法的综合应用。

1. 有限元分析在钢结构体系动力响应分析中的应用有限元分析是一种通过将结构划分为离散单元来近似计算其力学行为的方法。

在钢结构体系动力响应分析中，通过有限元模型，可以对不同的地震工况进行模拟和计算，获得结构在不同频率和幅值下的动力响应。

这对于设计合适的减震装置和提高结构的抗震性能具有重要意义。

2. 试验和观测在钢结构体系动力响应分析中的应用为了验证有限元分析的准确性和完整性，需要进行相应的试验和观测。

通过在真实的钢结构上设置传感器，可以实时监测结构在地震荷载下的动力响应，并与有限元分析的结果进行对比。

这有助于完善有限元模型，并进行更准确的动力响应预测。

二、钢结构体系下的减震技术钢结构体系下的减震技术旨在通过改变结构的刚度和阻尼特性，减小地震荷载对建筑物的作用，从而降低结构的振动响应和损伤程度。

常见的减震技术包括隔震技术、阻尼器技术和传统减震技术等。

1. 隔震技术隔震技术通过在结构与基础之间设置隔震装置，改变结构的自振频率和振动特性，减小地震荷载对结构的作用。

常用的隔震装置包括橡胶隔震支座、球形隔震支座等。

通过密封的隔震装置，可以降低地震动对建筑物的冲击，减小结构的振动响应，提高建筑物的抗震性能。

2. 阻尼器技术阻尼器技术通过在结构中设置阻尼器，消耗结构的振动能量，减小振动幅值和减震时间。

钢筋混凝土框架结构在冲击荷载下的响应分析钢筋混凝土框架结构是一种广泛应用于高层建筑和重要工程中的结构形式。

在面临冲击荷载（如地震、爆炸等）的情况下，了解结构的响应特性对于确保结构的安全性和抗灾性非常重要。

因此，钢筋混凝土框架结构在冲击荷载下的响应分析成为结构工程领域一个重要的课题。

冲击荷载可能引起结构的变形、应力和动力响应，进而影响结构的稳定性和完整性。

因此，对于钢筋混凝土框架结构在冲击荷载下的响应分析需要考虑以下几个方面。

首先，冲击荷载的作用机理需要进行有效的建模和分析。

钢筋混凝土框架结构在冲击荷载下受到的外部冲击力可以模拟为一个时间历程积分的过程。

建立合适的冲击荷载模型是进行响应分析的前提，可以使用数值模拟方法来模拟冲击荷载的作用。

其次，需要对结构的动力特性进行分析。

在冲击荷载下，结构的固有频率、振型和阻尼特性可能发生变化，这将影响结构的响应。

可以利用有限元分析或模态分析等方法，获得结构的固有频率和振型，并进一步分析结构的阻尼特性。

然后，需要对结构的变形和应力进行分析。

冲击荷载会引起结构的位移和应力增加。

在计算结构的变形和应力时，可以使用弹性力学理论和塑性理论。

可以通过有限元分析等方法，将结构的材料特性和几何特性纳入计算，以获得结构的变形和应力分布。

此外，还需要对结构的破坏和失效进行评估。

当冲击荷载超过结构的抗冲击能力时，结构可能会发生破坏和失效。

评估结构的破坏和失效需要考虑材料的损伤和破坏模型，并进行结构的性能评估。

最后，结构的抗冲击改造和增强措施也需要考虑在冲击荷载下的响应分析中。

钢筋混凝土框架结构可以通过加固、加筋和改善连接节点等措施来增强其抗冲击能力。

通过分析和模拟不同的抗冲击改造和增强方法，可以评估结构的抗冲击性能，并优化结构的设计。

综上所述，钢筋混凝土框架结构在冲击荷载下的响应分析是一个复杂而重要的研究领域。

通过建立合适的冲击荷载模型、分析结构的动力特性、计算结构的变形和应力、评估结构的破坏和失效，并优化结构的设计和改造，可以提高钢筋混凝土框架结构的抗冲击能力，确保结构的安全性和抗灾性。

受火钢框架的落锤冲击响应数值模拟
丛珊;席丰
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2019(39)6
【摘要】运用有限元程序ABAQUS进行数值模拟,研究不同温度下受撞击载荷钢
框架结构的动力响应和梁柱连接性能,重点考察了三种梁-柱连接形式:即全焊接连接、平齐式端板连接、外伸式端板连接等对钢框架抗冲击性能的影响。

对于受火和自重作用的钢框架,比较了梁的跨中挠度和梁柱交点处沿梁方向的位移,以及结构在不同
环境温度下的温度场;进而采用温度加载和落锤冲击共同作用,得出结构的梁柱节点
破坏模式和钢梁的临界屈曲温度,以及落锤撞击过程中跨中挠度和撞击力的发展。

模拟结果表明,外伸式连接框架高温作用下的抗落锤冲击性能最好。

【总页数】8页(P990-997)
【作者】丛珊;席丰
【作者单位】山东建筑大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O34
【相关文献】
1.爆炸荷载作用下钢框架柱冲击响应与破坏模式的数值模拟
2.三面受火钢柱抗火临界温度的数值模拟分析
3.落锤冲击下钢筋混凝土梁响应及破坏的数值模拟
4.受火
钢拱结构的冲击响应与弯扭屈曲5.受冲击海上桥梁的非线性动力响应特征数值模拟
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