PDF《含非线性拉杆的拱结构的混合仿真研究》

第42 卷第5期2018 年10 月 南京理工大学学报 Journal of Nanjing University of Science and Technology Vol.

42 No.5 Oct.2018 收稿日期:2017-09-07 修回日期:2018-05-18 作者简介:刘振邦(1992-)?男?硕士生?主要研究方向:结构工程?E~mail:2505162951@ qq.com?通讯作者:徐志洪 (1964-)?男?博士?教授?主要研究方向:结构工程与防震减灾?E~mail:xuzh@ njust.edu.cn? 引文格式:刘振邦?张祁?徐志洪. 含非线性拉杆的拱结构的混合仿真研究[J]. 南京理工大学学报?2018?42(5): 547-551. 投稿

网址:http:/ / zrxuebao.njust.edu.cn 含非线性拉杆的拱结构的混合仿真研究 刘振邦?张祁?徐志洪 (南京理工大学 理学院?江苏 南京 210094) 摘要:该文提出一种计算评估含非线性拉杆的拱结构的水平位移混合仿真方法? 将线性子结 构部分进行数值模拟?非线性部分在试验机上进行实际模拟?通过两部分之间数据的实时传递 实现循环?得到试验结果? 将混合仿真试验结果与数值计算结果对比?验证了混合仿真试验方 法的可行性?该文研究可为非线性结构水平位移的计算评估提供新方法? 关键词:拱结构?混合仿真?非线性拉杆?水平位移 中图分类号:TU311.1?TU322?O302 文章编号:1005-9830(2018)05-0547-05 DOI:10.14177 / j.cnki.32-1397n.2018.42.05.006 Hybrid simulation for arch structure with nonlinear tension bar Liu Zhenbang?Zhang Qi?Xu Zhihong (School of Science?Nanjing University of Science and Technology?Nanjing 210094?China) Abstract:In order to deal with the problem of calculating and estimating the horizontal deformation of arch structures with nonlinear tension bars?the hybrid testing is investigated in this paper. This method is the cost~effective mean of the experimental simulation for nonlinear components and the simulation software for the linear structure. The performance of hybrid simulation is validated by comparing the experimental simulation result and the numerical result. Key words:arch structures?hybrid simulation?nonlinear tension bars?horizontal deformation 在当代建筑中?拱结构由于其内力特点和 结构表现力?被广泛应用于大跨度结构中[1] ?如 上海浦东国际机场的 T2 航站楼的索拱结构[2] ? 日本东京体育馆的膜结构[3] ? 虽然拱结构具有 内力弯矩小的优势?但是大跨结构在竖向力作 用下会产生极大的水平推力和水平位移?影响 结构的使用性能?所以需要在拱脚增加水平拉 杆[4] ?拉索和膜结构的膜材就起到拉杆的作用? 工程中的钢索具有一定的非线性[5] ?膜结构的 膜材 质本身是强非线性材料[6?7] ? 而Abaqus、 Ansys 等有限元软件在计算具有高实时性的强 非线性构件时存在困难[8] ?无法直接计算结构 在外荷载作用下的水平位移? 本文采用混合仿 真的方法?利用强非线性的粘弹性阻尼器来模 拟拉杆的非线性部分?计算具有非线性拉杆拱 的水平位移?并将其作为试验结果? 运用 Matlab 软件计算拱结构静力学模型的数值解?作为纯 数值计算结果?其中粘弹性阻尼器采用 Kelvin 南京理工大学学报 第42 卷第

5 期 模型?参数来源于阻尼器性能试验[9?10] ? 通过比 较混合仿真试验结果和纯数值计算结果?验证 了混合仿真方法对含非线性拉杆的拱结构的可 行性和可靠性? 国内外有许多关于混合仿真的深入研究? 文献[11]阐释了混合仿真的循环过程及混合仿 真思想?建立了 Matlab&

Simulink 数值子结构和 试验子结构?并形成循环计算[11] ? 文献[12?13] 基于模型补偿器作用实现了混合仿真与试验结 果的高度一致[12?13] ? 混合仿真方法可直接得到 非线性构件响应?具有很好的实时性和高效性? 带有非线性拉杆的拱结构模型如图