建筑结构大震下弹塑性分析

1、会计学1建筑结构大震下弹塑性分析建筑结构大震下弹塑性分析第1页/共99页第2页/共99页第3页/共99页第4页/共99页1) 8 度3、4类场地和9 度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架2) 7 9 度时楼层屈服强度系数小于0.5 的钢筋混凝土框架结构3) 高度大于150m 的钢结构4) 甲类建筑和9 度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构5) 采用隔震和消能减震设计的结构第5页/共99页1) 表5.1.21 所列高度范围且属于表3.4.2-2 所列竖向不规则类型的高层建筑结构2) 7 度3、4类场地和8 度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构3) 板柱-抗震墙结构和底部框架砖房4) 高度

2、不大于150m 的高层钢结构第6页/共99页第7页/共99页第8页/共99页第9页/共99页第10页/共99页第11页/共99页第12页/共99页动力弹塑性分析方法示意图第13页/共99页第14页/共99页第15页/共99页静力弹塑性分析方法示意图第16页/共99页“一体化软件一体化软件”实现实现弹塑性静、动力分弹塑性静、动力分析析第17页/共99页“静力分析静力分析”与与“动力分析动力分析”相结相结合合“简单易用简单易用”与与“广泛适用广泛适用”相结相结合合“计算效率计算效率”与与“计算准确计算准确”相结相结合合“初级用户初级用户”与与“高端用户高端用户”相结相结合合第18页/共99页第19

3、页/共99页第20页/共99页十分容易的形成弹塑性分析模型，十分容易的形成弹塑性分析模型，避免烦杂的建模工作避免烦杂的建模工作第21页/共99页第22页/共99页第23页/共99页第24页/共99页第25页/共99页第26页/共99页第27页/共99页第28页/共99页第29页/共99页第30页/共99页第31页/共99页第32页/共99页第33页/共99页弹塑性分析弹塑性分析并非高不可攀，可以简单易用并非高不可攀，可以简单易用近几年近几年每年几十个每年几十个的实际工程应用的实际工程应用用户反应良好，用户反应良好，一旦掌握，反复使用一旦掌握，反复使用弹塑性分析可以量化反映结构弹塑性分析可以量化

4、反映结构抵御罕遇抵御罕遇 地震的性能地震的性能第34页/共99页16.2。弹塑性动力分析软件EPDA工程实例第35页/共99页第36页/共99页第37页/共99页第38页/共99页第39页/共99页第40页/共99页方便的实现大型复杂结构从方便的实现大型复杂结构从复杂空间建模复杂空间建模、弹性阶段设计弹性阶段设计到到弹塑性分析弹塑性分析工作工作第41页/共99页通过通过隔震单元隔震单元的隔震作用，显著降低罕遇地震下结构响应的隔震作用，显著降低罕遇地震下结构响应第42页/共99页与与ANSYSANSYS、ABAQUSABAQUS等权威非线等权威非线性分析软件进行了性分析软件进行了静力、动力弹塑性

5、静力、动力弹塑性分析的充分验证分析的充分验证第43页/共99页简单的钢框架，简单的钢框架，高度非线性高度非线性检验的整体程序框架，包括检验的整体程序框架，包括非线性迭代非线性迭代、静动力解法静动力解法、纤维束梁单元纤维束梁单元，非线性本构关系非线性本构关系等核心计算程序等核心计算程序第44页/共99页-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150246810epdaabaqus-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2024681012abaqusepda-6第45页/共99页算例二、算例二、9 9层钢框架模型层钢框架模型第46页/共99页-0

6、.6-0.4-0.200.20.40.60.80246810abaqusepdaepda-细分6第47页/共99页验证了混凝土非线性本构关系，纤维束混凝土梁验证了混凝土非线性本构关系，纤维束混凝土梁、柱单元、柱单元第48页/共99页动力弹塑性分析动力弹塑性分析EPDAEPDA与与ABAQUSABAQUS结果对比结果对比-0.03-0.02-0.0100.010.020.03012345umatabaqusoriginalepda6epda81epda101第49页/共99页第50页/共99页动力弹塑性分析动力弹塑性分析EPDAEPDA与与ABAQUSABAQUS结果对比结果对比-0.08-0.

7、06-0.04-0.0200.020.040.060.080123456epda-6abaqus-8第51页/共99页第一次开裂时，剪力墙受拉裂缝第一次开裂时，剪力墙受拉裂缝EPDAEPDA与与ABAQUSABAQUS情况情况第52页/共99页动力弹塑性分析动力弹塑性分析EPDAEPDA与与ABAQUSABAQUS结果对比结果对比-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020123456epdaabaqus-original第53页/共99页第54页/共99页动力弹塑性分析动力弹塑性分析EPDAEPDA与与ABAQUSABAQUS结果对比结果对比-0.04-0.03

8、-0.02-0.0100.010.020.030.040123456abaqusepda第55页/共99页第一次开裂时，剪力墙受拉裂缝第一次开裂时，剪力墙受拉裂缝EPDAEPDA与与ABAQUSABAQUS对比对比第56页/共99页第57页/共99页第58页/共99页第59页/共99页第60页/共99页第61页/共99页第62页/共99页第63页/共99页第64页/共99页第65页/共99页第66页/共99页15.315.3。弹塑性静力分析软件PUSH工程实例第67页/共99页第68页/共99页算例一、单层钢框架模型算例一、单层钢框架模型15.415.4。弹塑性静力分析软件PUSH工程实例第6

9、9页/共99页11.21.41.61.822.2050100150200250300350abaqusPUSH第70页/共99页算例二、算例二、9 9层钢框架模型层钢框架模型第71页/共99页11.051.11.151.21.251.30100200300400500600700abaqus-0.01PUSH-0.01abaqus-1PUSH-1第72页/共99页11.11.21.31.41.51.61.71.8050100150abaqusPUSH第73页/共99页验证了混凝土非线性本构关系，纤维束混凝土梁验证了混凝土非线性本构关系，纤维束混凝土梁、柱单元、柱单元第74页/共99页静力弹塑性

10、分析静力弹塑性分析PUSHPUSH与与ABAQUSABAQUS结果对比结果对比11.522.533.544.5050100150200250abaqusrebar1abaqusrebar2pushrebar1pushrebar2pushrebar5abaqusrebar5第75页/共99页第76页/共99页静力弹塑性分析静力弹塑性分析PUSHPUSH与与ABAQUSABAQUS结果对比结果对比11.051.11.151.21.251.31.351.41.45020406080100120push10abaqus-12abaqus-2第77页/共99页第78页/共99页11.051.11.151.21.251.30100020003000结构顶点位移(mm)荷载因子试验数据有限元解第79页/共99页第80页/共99页17.1。弹塑性位移角控制第81页/共99页第82页/共99页第83页/共99页第84页/共99页薄弱层薄弱部位第85页/共99页第86页/共99页第87页/共99页周期-影响系数曲线需求谱曲线周期-最大位移角曲线周期-加速度曲线能力曲线T影响系数1/105等效单自由度体系验算曲线层间位移角第88页/共99页第89页/共99页17.4