符合实际和便于工程应用的杆恢复力模型是结构弹塑性分析的关键。作为一种新型杆恢复力模型,杆内时模型的研究刚刚起步,考虑到它所具有的鲜明特色和优点,深入探讨它对各种材料杆本构特性描述的合理性、完善其理论基础很有必要。杆内时模型通过截面内时本构方程描述杆截面处内力与变形之间的关系,并利用杆有限元方法反映弹塑性沿杆长的分布特性,从而最终反映杆端力与杆端位移的关系。主要研究内容深入探讨杆在各种复合受力条件下截面综合内时模型的合理形式;研究杆内时模型关于弹塑性沿杆长分布的合理描述;探讨杆内时模型对几种常用工程材料杆的适用性;提出适用于结构分析的杆内时模型数值计算方法;进行钢筋混凝土和型钢混凝土杆的复合受力试验;将本模型与通用程序分析结果和试验结果进行对比,验证本模型的合理性和可靠性。本项目研究的目的是完善杆内时模型的理论基础、给出建立模型的可靠方法,使杆内时模型成为合理可行的杆恢复力模型。
杆内时模型是一种新型杆模型,本研究对其理论加以完善和补充,深入探讨其可行性和可靠性,研究意义在于充分发挥内时思想的独特性质,使杆内时模型在结构非线性分析研究中发挥应有的作用。研究内容包括1)完善理论基础,给出弹塑性数值计算方法;2)探讨杆内时模型关于弹塑性沿杆长分布描述的合理性;3)探讨建立截面内时模型的思路,研究其适用性、可靠性、可行性; 4)将杆内时模型用于简单框架结构的非线性分析,探讨其对结构抗倒塌分析的应用意义。主要结论1)建立了比较完善的截面内时理论及杆内时模型理论体系;2)明确了只要将截面内时描述与杆有限元方法相结合,即可对弹塑性沿杆长分布进行合理描述,截面内时描述是杆内时模型研究成功的关键;3)建立符合实际的截面内时描述需要综合考虑核函数形式、截面内时定义、塑性耦合形式、加载形式、截面几何特征、截面材料组成、材料本构特性等诸多因素,给出某些情况下截面内时模型的建立方法;4)杆内时模型可用于结构非线性分析,指导结构在地震下的抗倒塌设计,计算简便可行。