【摘 要】
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型钢混凝土柱在建筑结构中往往是主要的承重构件之一，使用合适的数值模型分析其力学性能对高层结构抗震分析有重要的意义。本文综述了目前文献中已有的低含钢率恢复力模型相关
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型钢混凝土柱在建筑结构中往往是主要的承重构件之一，使用合适的数值模型分析其力学性能对高层结构抗震分析有重要的意义。本文综述了目前文献中已有的低含钢率恢复力模型相关研究，分析了其理论、计算流程和算法，并在通用有限元软件OpenSees中编程实现。本文详细推导了模型中基本参数的确定方法，并用于模拟实际高层建筑结构中的型钢混凝土柱。首先，本文用恢复力模型模拟了单根型钢混凝土柱的试验，通过对比验证了模型的精度，研究了其计算效率。其次，本文将恢复力模型用于理想32层高层结构中的单排型钢混凝土构件静、动力分析中。根据与纤维模型计算结果的对比，证明使用恢复力模型分析高层结构中的局部构件抗震性能时较传统的纤维模型建模更加简单、计算时间更短。并且，本文将恢复力模型运用于上海中心127层606米实际超高层建筑的动力时程分析中。分析了结构在大震作用下的动力响应时程，研究了型钢混凝土柱损伤和破坏机理。通过与纤维模型计算结果对比，论证了使用恢复力模型分析实际超高层结构动力时程具有精确性和高效性。 另外，由于仅通过宏观模型分析型钢混凝土柱承载能力无法准确描述混凝土局部开裂、损伤演化等细部力学行为。因此，本文将宏观有限元软件OpenSees和能模拟混凝土本构关系的细部离散元软件Yade耦合起来，通过Client-Server技术，搭建了不同操作系统Windows（运行OpenSees）与Linux（运行Yade）之间数据传输通道，从而实现有限元软件与离散元软件的实时高效耦合技术。基于此方法，本文分析了简单的混凝土柱在动力作用下的细部力学行为，其意义在于为宏细观结合的计算提供了一个非常重要的计算工具。
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