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来源:微信公众号“广东省院结构安全顾问”
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倒塌分析模拟属于结构高度非线性分析的一个分支,涉及到几何非线性、材料非线性,模拟的是结构在短时间内的动力学行为,目前求解的技术手段有传统有限单元法、离散单元法,解析动力学方程有隐式求解与显示求解两种途径。目前涉及到倒塌模拟的计算分析难度普遍较大,尤其是强非线性阶段时常会遇到数值收敛问题,进行参数调试需要一定经验,没关系,小编与你同在。
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当时的现场大概是这样的:
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当时考虑了三种拆除方式:
1、屋面加载水箱压重
2、牵引拖拽
3、空中切割拆除杆件
目的就是把体育场整个屋盖安全放倒,最终委托方选择了空中切割拆除杆件的方案,如下图所示。
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小编发现在sap2000的新版本中,加入了考虑倒塌“consider collapse”的功能,于是便开始了新功能初体验。由于拆除是一步一步进行,因此需要提前将每一步需要拆除的构件定义到一个组里,接着再进行工况设置,这里放上我的参数设置状态。由于倒塌全过程分析是一个动态过程,因此这里选择的是非线性动力分析,同时勾上了考虑P-Delta和大变形的选项。
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由于需要考虑到材料非线性,而本结构为纯钢结构,非常适合采用纤维铰进行弹塑性模拟,因此在sap2000中,采用了集中纤维铰Fiber-P-M2-M3来模拟材料非线性行为,程序自动根据构件截面进行纤维划分。
当计算进入到强非线性阶段后,有可能出现数值求解收敛困难,甚至计算中断退出的情况,不过小编在这里总结了几个有效改善收敛的方法,也许可以帮助到大家。
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3、适当增加结构阻尼(不到万不得已,不建议使用)
4、对于需要考虑P-Delta和大变形,可适当增加单元的剖分数量,有效改善由于杆件屈曲带来的收敛困难问题。
这个方法在使用过程中带来的效果非常明显,本项目在弦杆中间剖分了两个单元,如下图所示。
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现场作业
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本文仅作经验分享,欢迎感兴趣的小伙伴们进一步交流探讨。
来源:微信公众号“广东省院结构安全顾问”