《Gen做弹塑性分析》PPT课件.pptx

弹塑性分析 在midas Gen中的实现,北京迈达斯技术有限公司,目录,弹塑性分析的意义 两种弹塑性分析方法比较 静力弹塑性分析 动力弹塑性分析,弹塑性分析的意义,了解结构抵抗大震（中震）的能力； 抗震设防目标：小震不坏，中震可修，大震不倒； 规则结构：通过概念设计和抗震构造措施来保证； 不规则结构：存在薄弱部位，局部破坏-结构倒塌； 了解结构的薄弱层或薄弱位置； 判断结构是否满足“强柱弱梁，强剪弱弯”,静、动力弹塑性分析比较,静力弹塑性 基本概念及原理,静力弹塑性,静力弹塑性分析步骤,静力分析； 查看整体指标（周期，振型，7个主要比值等）； 结构设计并查看超筋超限信息； 定义静力弹塑性分析工况； 定义塑性铰特性； 分配塑性铰特性； 运行静力弹塑性分析并查看结果；,静力弹塑性-Pushover主控数据,定义结构的初始内力状态； 复杂结构应进行施工模拟分析，应以施工全过程完成后的内力为初始状态；（高规3.11.4） 一般：DL+0.5LL； FEMA: DL+0.25LL； 对于柱铰（P-M-M相关） 初始荷载引起的轴力会影响构件的塑性铰特性值；,定义初始荷载,静力弹塑性-定义Pushover荷载工况,几何非线性,高规5.5.1 高层建筑混凝土结构进行弹塑性计算分析时，应考虑几何非线性影响； 几何非线性- P-效应 （重力二阶效应） 在横向荷载引起的内力和变形基础上，竖向荷载引起的附加内力和变形；,静力弹塑性-定义Pushover荷载工况,加载模式,（1）振型： 做特征值分析，提取基本模态； （2）等加速度： 惯性力，取决于各层质量； （3）静力荷载工况： 利用已定义的荷载工况；,静力弹塑性-定义Pushover荷载工况,加载模式,振型 等加速度 静力荷载,静力弹塑性-定义Pushover荷载工况,分析终止条件,达到极限层间位移角； 达到最大位移； 指定节点 如顶层角柱顶点； 指定最大位移方向,静力弹塑性-定义塑性铰特性,塑性铰特性,集中铰与分布铰； 单轴铰与多轴铰； 铰成分： 梁：My, Mz; 柱：P-M-M相关； 墙：Fy, Fz; 支撑：Fx;,静力弹塑性-定义塑性铰特性,骨架曲线 FEMA 双折线 三折线,静力弹塑性-分配塑性铰特性,选择要赋予塑性铰特性的单元； 选择单元类型； 选择铰特性值类型； 点击“适用”进行分配； 选择单元时可结合“按方向选择过滤” 与单元类型进行； 出于建模考虑而建的虚梁可不分配；,静力弹塑性-分配塑性铰特性,三种铰对比(梁弯矩铰) 梁截面：400*800； E：3*107 ; I=0.0170667m4; L=4.2m; MMcr: 三种铰刚度值相同； McrMu: K双折线K三折线KFEMA ;,静力弹塑性-查看结果,性能点处： 基底剪力， 最大位移； 谱加速度，谱位移； 有效周期，等效阻尼；,静力弹塑性-查看结果,性能点 能力谱 需求谱,静力弹塑性-查看结果,性能点 需求谱与能力谱的交点。 反映了结构在相应地震作用下的最大塑性变形能力。 寻找性能点的出发点： 性能点处，有效阻尼值相等；,静力弹塑性-查看结果,弹塑性层间位移角 是否满足抗规中规定的弹塑性层间位移角限值要求； (抗规表5.5.5 弹塑性层间位移角限值),静力弹塑性-查看结果,基底剪力； 与反应谱法得到的基底剪力在合理比例范围之内；(35倍) 地震影响系数最大值,静力弹塑性-查看结果,塑性铰分布； FEMA: B（屈服）、IO 、 LS 、 CP 、 C 、 D 、 E（完全破坏） 双折线；1-yield； 三折线： 1-yield、2-yield；,动力弹塑性,动力弹塑性,动力弹塑性分析步骤,定义时程荷载工况； 定义时程荷载函数； 定义地面加速度； 定义非弹性铰特性值； 分配非弹性铰特性值； 分析并查看结果；,动力弹塑性,定义时程荷载工况,分析类型； 线性：弹性时程分析； 非线性：动力弹塑性分析； 分析方法； 时间控制选项； 初始荷载； 可选ST；CS；TH,动力弹塑性,分析方法-Newmark法（1959）,动力学方程式： 数值计算方法： 等加速度（=1/2，=1/4） 线性加速度（=1/2，=1/6） 注：线性加速度法只有当t/Tn0.551时稳定,动力弹塑性,定义时程荷载函数,动力弹塑性,如何选波？,1. 初步判断：频谱特性（特征周期）； Tg=2 EPV/EPA; (地震波) EPV：有效峰值加速度； EPA：有效峰值速度； 与规范比较，误差控制在20%以内。,动力弹塑性,如何选波？,初步判断：有效峰值加速度 计算所选地震波的有效峰值加速度EPA； 地震能量较大区域处的加速度平均值； 按照规范规定进行调幅；,动力弹塑性,如何选波？,初步判断：持续时间 从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点算起到最后一点达到最大峰值的10%为止。 有效持续时间一般为结构基本周期的510倍。,动力弹塑性,如何选波？,2. 二次判断-地震影响系数 与设计反应谱数据在统计意义上相符。 （主要振型周期点上相差不超过20%）,动力弹塑性,如何选波？,3. 三次判断-基底剪力 与振型分解反应谱法结果R相比： 单条波：65%R S 135%R 多条波平均值：80%R M 120%R,动力弹塑性,定义地面加速度 选择时程荷载工况； 选择各方向时程分析函数； 可单向加载或多向同时加载； 三向同时加载时，系数可