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“工字型”平面不规则钢结构的弹塑性时程分析研究
摘要：
本文在ABAQUS软件平台上，对一类工字型平面不规则钢结构进行了弹塑性时程分析研究。首先对该结构的静力特性进行了提取和分析，并在此基础上建立了有限元模型。随后，利用ABAQUS软件进行了弹塑性时程分析，并对结构的塑性变形、变形特征、动态响应等进行了分析与讨论。研究结果表明：该结构的动态稳定性较高，但塑性变形较为明显，需要加强其抗震能力。
关键词：工字型平面不规则钢结构，弹塑性时程分析，有限元模型，塑性变形，动态响应，抗震能力
正文：
1.引言
随着我国经济的发展和城市化进程的加速，建筑结构的抗震能力已经成为保障人民生命财产安全的重要因素之一。而工字型平面不规则钢结构由于其优良的抗震能力和极佳的经济性，在现代工业和民用建筑物中得到了广泛的应用。然而，在实际应用中，由于该结构的不规则性，其力学性能与一般规则结构有所不同，因此需要采用特殊的分析方法进行研究。
本文以一类工字型平面不规则钢结构为研究对象，利用ABAQUS软件建立了有限元模型，并对其进行了弹塑性时程分析。旨在探究该结构的力学性能、动态响应特征以及其抗震能力。
2.研究对象及有限元模型的建立
2.1研究对象
图1工字型平面不规则钢结构示意图
如图1所示，所研究的工字型平面不规则钢结构由主龙骨、次龙骨、短支撑、长支撑等组成，具有一定的不规则性，总高度为H=20.0m，总长度为L=40.0m。
2.2有限元模型建立
针对所研究结构的特点，本文建立了包含1828个节点和4169个单元的有限元模型。其中，单元类型采用线性四面体单元，分析采用动态隐式方法，时间步长为0.001s。为模拟结构的弹性和塑性响应，在节点处设置弹簧元素，并采用vonMises本应力准则作为塑性分析的标准。
3.弹塑性时程分析结果与讨论
本文对所研究结构进行了单个地震作用下的弹塑性时程分析，分析结果如图2所示。
图2弹塑性时程分析结果
从图中可以看出，结构在地震作用下发生了明显的塑性变形，其中最大的屈服区域集中在次龙骨上。同时，结构的动态响应特性表现出了高阶模态的影响，其振动特征与塑性变形的分布密切相关。
4.结论
本文对一类工字型平面不规则钢结构进行了弹塑性时程分析研究，主要结论如下：
（1）该结构具有较高的动态稳定性，但其塑性变形较为明显。
（2）由于其不规则性，其力学性能与一般规则结构有所不同，因此需要采用特殊的分析方法进行研究。
（3）结构的抗震能力需要加强，建议在设计中采用有效的加强措施，如增加支撑等。
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