sap2000钢筋混凝土非线性计算

1、钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 3.1.1计算不同情况下的屈服弯矩和极限弯矩 21 1 目录 一、问题描述 . 3 二模型建立 . 4 2.1 快速建立初步模型 . 4 2.2 定义轴网 . 5 2.3 定义材料 . 5 2.4 框架截面的定义、指定、剖分 . 6 2.6 楼板的定义、绘制、剖分 . 9 2.7 指定节点束缚 . 11 2.8 指定线单元插入点 . 11 2.9 指定线对象的刚域 . 13 2.10 定义荷载模式 . 13 2.11 对结构施加荷载 . 14 2.12 定义质量源 . 15 2.13 定义时程分析函数 . 15 2.14 定义荷载工况 . 16 2.15 定义

2、广义位移 . 20 2.16 定义组 . 20 三有关皎的相关计算 . 21 3.1 梁皎计算 . 21 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 2 3.2.2计算不同情况下的屈服曲率和极限曲率 . 21 3.2 柱皎的计算 . 22 3.2.1轴力计算 . 22 3.2.2计算柱的屈服弯矩和极限弯矩 . 23 3.2.4计算屈服面上的特殊点 . 24 3.2.5柱的弯矩曲率关系的定义以及梁的弯矩曲率定义 . 26 3.3 向模型中添加梁加和柱皎 . 28 4 分析运行及结果查看 . 29 4.1 运行分析工况 . 29 4.2 小震下的运行结果 . 30 4.2.1层位移 . 30 4.2.2层间

3、位移 . 30 4.2.3层间位移角 . 31 4.2.4层剪力 . 31 4.2.5小震下的出皎情况和破坏机制 . 32 4.2.6小震下的滞回曲线 . 32 4.3 大震的运行结果 . 34 4.3.1层位移 . 34 4.3.2层间位移 . 34 4.3.3层间位移角 . 35 由层间位移除以对应的层高，就可以得到层间位移角，如下表：（单位： 1。） . 35 4.3.4层剪力 . 35 4.3.5出皎情况和破坏机制 . 36 4.3.6大震下的滞回曲线 . 37钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 3 、问题描述 已知结构为一栋七层框架结构。结构尺寸如下图所示，混凝土强度等级为： 1 15

4、 5 层采用 C40; 6C40; 6、7 7 层采用 C30,C30,包载按实际梁、板、柱实际重量计算，不考 虑装饰荷载，活荷载按 2KN/m22KN/m2 考虑，不考虑风荷载。对 El CentroEl Centro 波（ 1942, NS1942, NS 分量，峰值 341.7cm/s341.7cm/s2 2）进行调整，满足七级的地震的加速度幅值。求结构 在小震和罕遇地震作用下的时程反应性能 （包括层位移、层问位移、层问位移角、 七层框架结构图 层剪力、 基底剪力及结构的出皎情况和破坏机制）。 6000 17000 * 5000 6000 V S :二: -1. a O O 9 r g

5、s 厂 8 二 g R o o to o g to = o m o s r- 3 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 4 柱配筋图 100/20。 2翌0在料 场在支座 梁配筋图 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 5 二、模型建立 2.1快速建立初步模型 打开 sap2000,sap2000,把系统单位设置为 队也匚 刃 创建新模型，选择三维 框架，在对应空格如下填写模型基本数据： 在得到左下图模型后在三维视图中选中中跨所有梁单元并删除， 然后分别把 左右两部分框架分别向中间平移 0.5m,0.5m,得到右下图模型。然后用快速绘制功能 7 把中间的梁全部添加上。依次选中底层柱端在 z z 方向平

6、移- -0.75m,0.75m,并指定底 层节点约束为固端。 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 6 2.2定义轴网 选择定义一坐标/ /轴网系统一修改/ /显示系统，修改变化了的 x x、y y 坐标 和 ID,ID,使轴网和模型单元重合: 2.3定义材料 选择定义一材料一快速添加材料，添加 C30 C40C30 C40 混凝土和 HRB335HPB235 HRB335HPB235 钢筋，由丁方法类似，这里只给出 C30C30 图片:钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 7 2.4框架截面的定义、指定、剖分 这里的截面包括不同尺寸，不同配筋，不同混凝土强度，不同位置的各种 截面。根据一到五层的混凝

7、土强度等级不同，边梁和主梁的楼板加强作用不同， 主梁和次梁的截面尺寸不同，总共可以划分为以下八种不同截面： (1)(1) 一到五层的中间主梁(B B- -300X500300X500- -D D- -C C (2)(2) 六到七层的中间主梁(B B- -300X300X500500- -G G- -C C (3)(3) 一到五层的中间次梁(B B- -300X450300X450- -D D- -C C (4)(4) 六到七层的中间次梁(B B- -300X450300X450- -D D- -C C (5)(5) 一到五层的边次梁(B B- -300X450300X450- -D D- -S

8、 S (6)(6) 六到七层的边次梁(B B- -300X450300X450- -D D- -S S (7)(7) 一到五层的柱子(C C- -D)D) (8)(8) 六到七层的柱子(C C- -G)G)钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 8 上面代号中第一个字母 B B 表示梁（beambeam） , C, C 表示柱（columncolumn）, ,数字表 示截面尺寸，后面一个字母 D D 表示低层（1515） , G, G 表示高层（6767）, ,最后一个 字母 C C 表示中梁（centrocentro） , S, S表示边梁（sideside）。 这里只给出 1 1- -5 5 层

9、柱子和主梁的定义过程： 选择定义一截面届性一框架届性一添加新届性一 concrete concrete 一矩形： 把截面名称改为 B B- -300X500300X500- -D D- -C C 选择届性修正，把中梁的绕 3 3 轴惯性矩修正为 2:2:钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 选择配筋混凝土，给梁配上钢筋: 同样的方法设置好柱的截面和配筋: 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 10 定义好框架截面届性后把各个截面类型指定给其对应的构件，并指定自动剖分 2.6楼板的定义、绘制、剖分 由丁楼板的跨度相对比较大，板厚为 120mm120mm 剪切作用不是很明显，这里选用薄壳模 型。选择定义一

10、截面届性一面截面一shell :shell : 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 11 点击快速绘制面单元按钮 口 I出现如下图框，选择正确的截面画在对应的楼层: - - . 葛面 . FLOORD 1 三维视图中全部选中，编辑一编辑面一分割面一基丁面周边上点分割面: 三维视图中全部选中，指定一面一自动面网格剖分一按数目剖分: 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 12 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 13 这里分割和剖分不同，分割会产生新的细小的面，但剖分并不会，剖分只是 利用原来的面，但是计算精度更高。若不进行剖分，则会出现楼板与主梁跨中变 形不协调的情况。一般一个面至少要剖分为四个单元以上

11、结果才会比较精确， 综 合考虑计算时间随剖分数量成倍增长以及本框架结构的布局和楼板大小， 采 取 按 数目剖分为四个面 2.7指定节点束缚 对建筑结构使用刚性隔板，避免了由丁较大平面的楼板用膜单元模拟 （楼板 的刚度模拟为膜的刚度）所产生的数值准确性问题。这在建筑的侧向（水平）动 力分析中是十分有用的，因为其可以显著减少所求解特征值问题的计算时间。选 中 Z Z 轴即表示按此束缚轴束缚节点隔板的运动， 从而实现了刚性楼板的假定。依 此指定不同楼层的节点束缚。 二维视图中全部选中，指定一节点一束缚一 DiaphragmDiaphragm 一添加新束缚: 2.8指定线单元插入点 对已有模型构件指定

12、插入点，实现了构件的 偏心，构件的几何位置并不改变，模型中的节点 位置并没有改变，而力的传递作用位置发生了变 化。SAP2000SAP2000默认的插入点的偏移值为零，而 且结构的方位基准点在楼层高程处，故为了保证 梁的表面与楼层高程平齐，框架梁的控制点要改 为 8 Top C8 Top Center enter 。 选择一届性一框架截面，选中所有梁截面：钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 14 指定一框架一插入点: 得到模型如下: 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 15 2.9指定线对象的刚域 刚域系数表示指定了端部偏移的刚域部分，在弯曲和剪切变形时刚域程度。 在刚域系数一栏可输入 0 0 到

13、 1 1 之间的一个系数，表示刚域的刚性程度从完全柔性 到完全刚性。完全柔性表示刚域的弯曲和剪切刚度由线性单元的实际刚度确定； 完全刚性即刚域内部没有弯曲和剪切变形。这里取为 0.70.7。 三维图中全部选中，指定一框架一端部长度偏移： 2.10定义荷载模式 这里定义两种荷载模式 DEADDEAD 和 LIVELIVE 自重系数表示软件将自动计算结构中 所有构件的的自重，将自重乘以这个自重系数施加在结构上。 只需要定义一个为 1 1 的自重系数，即可以考虑结构的全部自重， 否则会造成重复考虑结构自重的错 误。 定义一荷载模式: 2.11对结构施加荷载 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 16 填

14、充墙厚度 200mm,200mm,空心砖重度取14KN/m3,主梁上高度 2.5m,2.5m,次梁上高 度 2.55m2.55m。 计算主梁下的填充墙的线荷载： qi =14 0.2 2.5 = 7KN/m 计算次梁下的填充墙的线荷载： q2 =14 0.2 2.55 = 7.14KN/m 指定一框架荷载一分布： 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 17 2.12定义质量源 为了满足抗震规范重力荷载代表值的相关要求，这里选用“来自荷载“这 一项。按抗震规范的 5.1.35.1.3 条规定，自重，附加包载的系数为 1.0,1.0,活荷载的系数 取为 0.5.0.5. 定义一质量源一来自荷载: 2.

15、13定义时程分析函数 定义一函数一时程一 From FileFrom File 一添加新函数: 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 18 函数文件 女件名 娜&二 e: trfl 值为 厂时间和谒翳信 , 的与同慵值 格无芟型 - 舀由路式 r固定格式 &项白砰苻 函数国说 adz 曲是 | 取消 | l Centro 两敷名新 要跳过的爵艇行 gj 琏行妥眺过的前辗宇符 旷 硅行点致 厂 壁哗为用户定象的 I 显示交件 I 显枣园表 ； |艺.心 90 . 0.4 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 19 注意：导入的 el centro el centro 波的峰值为 3.43

16、.41717，可知其单位为m/s2,故此时必须 把系统单位改成与波的单位一致， 即队 （若波的峰值为 341.7341.7 则系统 单位应改为 1 1 队顷上 二 I I）, ,这样 sapsap 会自动把系统单位赋予地震波数据， 在后 面定义比例系数时才不会因为单位的不同而出现错误。 2.14定义荷载工况 为更好的反应真实结果情况，这里自重产生的包载和填充墙产生的 包载，以 及活载都会引起结构响应，地震波的分析必须在荷载和活载的基础之上采用非线 性分析，顺序依次为包载，活载，然后为地震波时程。这是因为地震波时程为非 线性，如果其他为线性的话，是无法叠加的，通过非线性分析，可以将各个分析 累积

17、起来。若时程分析是从零初始条件开始的话则忽略了结构重力的影响， 会导 致结果严重失真。 在已知期望的荷载水平，且结构可以承受此荷载时，应该采用力控制。即在 自重，填充墙包载和活载的工况中均选择力控制。为了反映实际情况，活荷载比 例系数选为 0.5 0.5 定义一荷载工况一添加新荷载工况，输入名称 LIVELIVE 荷载工况名称 NOIB$ 荷栽工况类型 :LIVE 设置定义包 修改显示. | Static w 设计. J 其它参数 施加荷茂施加荷茂 Full Load 修改/显示. 结果保存 Final State 0n| 修改俱示1 纣潭1生参数 Default 修改显示 确定 取消| 模志

18、面载工况 - 际有强如的振型荷虱声用充目工况模恣 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 20 其非线性参数如下: 每阶段最大总步数是分析中允许的最多步数，可以包含保存的步和结果未保 存的中间子步。每阶段最大空步数表示在非线性求解过程中， 每步允许的空步数。 每步最大ConstantConstant- -StiffiStiffi 迭代数和每步最大 NewtonNewton- -RaphsonRaphson 迭代数是用来确保在 分析的每一步达到平衡。迭代收敛容差用来确保在分析的每一步建立平衡。 事件 凝聚容差（相对）是在使用事件到事件步开启的情况下， 非线性解算法对框架皎 的使用事件到事件的策略。若模

19、型中有大量的皎，则会产生大量的求解步。 事件凝聚容差用来将事件聚合在一起，从而减少求解时间。在这里可以关闭， 因 为在静力情况下，不会出现塑性皎的状况。 每次迭代最大线性搜索，线性搜索加 速度容差（容差），线性搜索步比例都是为了加快收敛。皎的卸载方法有三种， 这里选用第一 仙析类型 L 线性 口非螭性 r非线性阶段施工 厂零衲始条件-从零枷 a理力状态开嫦 径从上次非我性工况终点状容继续 lDEAD zJ 重要 1主释： LMCU ftom this pieviout case aie included m the cunefit case 几何非螭性萎数 由无 r P-A - P-3和大位移

20、 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 21 种，计算效率最高。目标力循环同样是为了确保收敛和加速收敛。 模态分析放在自重，填充墙包载，活荷载之后，这样可以更加精确的计算结 构的周期和振型，从而可以更加准确的计算出 RayleighRayleigh 阻尼。计算出的第一振型 周期为 0.87488s,0.87488s,第二振型周期为 0.73997so0.73997so钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 22 定义一荷载工况一添加新荷载工况，输入名称 CombineCombine：（此工况可以用来 计算各构件的轴力设计值，以确定塑性皎轴力参数） 根据 7 7 度地震要求修改小震比例系数为 35/341

21、.7=0.1024 ,35/341.7=0.1024 ,大震的比例系数 为 220220/341.7=0.6438/341.7=0.6438，用 L L 表示小震（little little ）,用 R R 表示罕遇地震（rare rare ） 定义一荷载工况一添加新荷载工况，输入名称 QUAKEQUAKE- -L L 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 23 经模态分析后第一振型周期为 0.87488s,0.87488s,第二振型周期为 0.73997s,0.73997s,然后就计算 出了质量比例阻尼和刚度比例系数 这里选用 WilsonWilson 时间积分方式，0 0 取为 1.371.3

22、7.这里不考虑 P P- -效应: 大震的方法类似，最后得到的所有荷载工况如下: 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 24 2.15定义广义位移 为了输出层问位移，这里需要定义其广义位移，然后用层问位移除以层高就 可以得到层问位移角： 2.16定义组 为了求层剪力，可以通过截面切割的方法进行求解， 要预先对每层的柱子定 义组。注意，要把柱顶的点也选中，SAP2000SAP2000 中求和时需要用这两个点的位置 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 25 三、有关皎的相关计算 3.1梁较计算 因为地震荷载只在 U1U1 方向，所以只有主梁才有可能出皎，次梁不会出皎 根据梁的位置，截面大小，混凝土强度和

23、配筋多少可以分为以下几种： (1)(1)主梁，1 1- -5 5 层 (2)(2)主梁，6 6- -7 7 层 混凝土的保护层厚度c=25mm,混凝土强度和钢筋强度都取为标准值，即： fy =335 N/ mm2, fc3 =23.4 N/ mm2, fc40 =26.8 N/ mm2 E =200000N/mm2,E： =30000N/mm2,E： = 32500N/mm2 3.1.13.1.1 计算不同情况下的屈服弯矩和极限弯矩 (1)(1) 主梁，1 1- -5 5 层 My=0.9 at ；y d =0.9 941 335 465 10=131.926N m Mu J (d-as)=9

24、41 335 (465-35) 10* =135.55KN m (2)(2) 主梁，6 6- -7 7 层 My =0.9 at ；y d =0.9 941 335 465 1。 =131.926Nm Mu =a 二 y (d-as)=941 335 (465-35) 10” =135.55KN m ALL _ I GR0UP1 GR0UP2 GROUPS GR0UP4 点击： 浴加新厂义归魅回 I 修段7员示匚义位愁 也| 删除广安位卷 | 2 3 4 5 6 7 F-F-F-F-F-F- 广义位移 确定I 联消 W 点击: 确定 | 职消 I 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 26 3.2

25、.23.2.2 计算不同情况下的屈服曲率和极限曲率 根据规范规定受均布荷载的梁剪跨比为： a/D =1.5。 配筋率： =941 5002 =0.006736 另外： d/D =0.93 卜面为曲率的计算表格(单位：KN, m)KN, m) 分类 R n n K0 K2 % My Mu cp y 中 u 主梁-D 0.0067455 6.1538 101563 101.6 0.0682 131.93 135.55 0.019053 0.054747 主梁-G 0.0067455 6.6667 93750 93.75 0.0731 131.93 135.55 0.019254 0.057923

26、钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 27 3.2柱较的计算 3.2.13.2.1 轴力计算 根据柱的位置不同，可以分为以下几种: (1)(1) A A- -1 1 柱，这里称为 a a 柱 (2)(2) A A- -2 2 柱，这里称为 b b 柱 (3)(3) B B- -1 1 柱，这里称为 c c 柱 (4)(4) B B- -2 2 柱，这里称为 d d 柱 运行 combine Xcombine X 况，计算各个柱子的轴力如下：(单位： KN)KN) 层数 a柱 b柱 c柱 d柱 加权平均 1 1584.20 2412.33 1895.79 2924.08 2135.49 2 1354

27、.55 2042.71 1612.35 2454.78 1810.28 3 1120.36 1679.67 1327.26 2004.26 1488.60 4 882.03 1317.64 1040.28 1561.88 1166.92 5 639.89 956.82 751.32 1126.65 845.23 6 395.91 596.34 461.70 695.15 523.56 7 150.67 237.17 170.75 264.84 201.88 加权系数 1/3 1/3 1/6 1/6 为了计算简便，对柱子的轴力归一化处理，用每层柱轴力的加权平均值作为 该层的代表值来计算皎届性。

28、每层有 a a 柱 4 4 根，b b 柱 4 4 根，c c 柱 2 2 根，d d 柱 2 2 根, 得到各自的加权系数分别为1/31/3、1/31/3、1/61/6、1/61/6。 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 28 3.2.23.2.2 计算柱的屈服弯矩和极限弯矩 (1)(1) 1 1 层 My=0.8at ；y D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 2135.49) 10，=686.6索N m Mu -y (Dq-as) 0.5ND - 1140 335 (460-40) 0.5 2135.49 10* = 694.27KN _m (2)(2) 2 2 层

29、M My y=0.8a=0.8at c cy y D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 1810.28) 10D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 1810.28) 106 = 605.32N m= 605.32N m Mu ；y (D-义-as) 0.5ND - 1140 335 (460-40) 0.5 1810.281 1。= 612.97KN m (3)(3) 3 3 层 M My=0.8a0.8at Cy D 0.5NDD 0.5ND= =(0.8(0.8 1140 335 500 0.5 1488.59) 10” 1140 335 500

30、 0.5 1488.59) 10” = =524.91KN m524.91KN m Mu =a - y (Dq-as) 0.5NDT1140 335 (460-40) 0.5 1488.59】10气 532.55KN m (4)(4) 4 4 层 M My y=0.8a=0.8at oy D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 1166.92) 10= 444.49ND 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 1166.92) 10= 444.49N- -m m Mu =a ；y (D-a-a) 0.5NDT1140 335 (460-40) 0.5 116

31、6.921 10 = 452.13KN打 (5)(5) 5 5 层 M My y=0.8a=0.8at ；y D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 845.23) 10 = 364.07KND 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 845.23) 10 = 364.07KN- -m m Mu=a 二y (D-as-as) 0.5ND = -1140 335 (460-40) 0.5 845.2310-371.71KN-m (6)(6) 6 6 层 M My y=0.8a=0.8at ；y D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 523

32、.56) 10” = 283.65KND 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 523.56) 10” = 283.65KN 打 Mu =a ；y (D-A-aJ 0.5ND-1140 335 (460-40) 0.5 523.53】10* = 291.29KN-m (7)(7) 7 7 层 M My y=0.8a=0.8at ；y D 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 201.88) 10” = 203.23KND 0.5ND=(0.8 1140 335 500 0.5 201.88) 10” = 203.23KN 和 Mu=a ；y (D-as-as

33、) 0.5ND = 1140 335 (460-40) 0.5 201.88】10# =210.87KN-m 3.2.33.2.3 计算屈服曲率和极限曲率 根据规范当其反弯点在层高范围内时， 可取为 H Hn/(2h/(2h0),),故可以得到底层柱的 剪跨比为 3,3,以上各层为 2.722.72.配筋率都为 0.004950.004957 7。各层柱子对应的屈服弯矩和 极限弯矩对应的屈服曲率和极限曲率如下表：(单位： KNKN、m)m) 层 数 N n a/D KO K2 % My Mu 吼 乳 1 2135.49 6.1538 3 169271 169 0.1324 686.63 6 9

34、4.27 0.0 3064 0.075 76 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 29 2 1810.28 6.1538 2.7174 169271 169 0.11987 605.33 6 12.97 0.0 2983 0.074 96 3 1488.60 6.1538 2.7174 169271 169 0.1085 524.91 5 32.55 0.0 2858 0.073 70 4 1166.92 6.1538 2.7174 169271 169 0.09713 444.49 4 52.13 0.0 2704 0.072 16 5 845.23 6.1538 2.7174 169271

35、169 0.08575 364.07 3 71.71 0.0 2508 0.070 20 6 523.56 6.6667 2.7174 156250 156 0.08408 283.65 2 91.29 0.0 2159 0.070 47 7 201.88 6.6667 2.7174 156250 156 0.06891 203.23 2 10.87 0.0 1887 0.067 76 3.2.43.2.4 计算屈服面上的特殊点 为了定义屈服面，这里还需要计算屈服面上的特征点。 对丁柱的轴心受拉，只考虑钢筋的抗拉作用： N = AS fy11 = 3040 335 = 1018.4N 轴心受压

36、考虑钢筋混凝土共同作用，一到五层： N = -(Ac - A)fc40 - As X fy11 = -(250000-3040)x26.8-304335= -7636.93N 六到七层： N = -(A - A) fc30-As x fy11 = -(250000-3040产20.1-304335=-5982.3CKN 计算大小偏心临界处的轴力和弯矩。有混凝土设计规范 6.2.76.2.7 条，计算可得 界限受压区高度 心=0.674。根据轴力平衡可得轴力 N =-fcbhA =-1.0乂26.8乂500乂460乂0.674=-4154.5KN (一到五层) N =- ifcbhA =-1.0

37、尺20.1工500360乂0.674=-3115.9KN (六到七层) 对应的弯矩分别为 1191.39KN1191.39KNm m 和 931.74KN931.74KNm m。 通过前面 combine Xcombine X 况计算的最大的轴压力为 2924KN,2924KN,远远小丁大小偏心 界限处的轴压力，在整个运动过程中也没有出现受拉的情况， 即不会出现大偏心 受拉和小偏心受拉。说明柱子在整个地震波的作用下，一直处丁大偏心状态。 那 么上边计算的弯矩曲率关系是适用的。而对丁小偏心受压，大偏心受拉， 小偏心钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 30 受拉并不是我们要关心的，故无需定义在这三种

38、情况下的弯矩曲率关系。 如下图 分别为 1 1- -5 5层,6 6- -7 7 层柱的屈服面的定义: 自定曳眦面项 成插转对称 C曲和御观向耦 L 元碱 曲螃敬皇 一 博条曲域上点娥 比例策数期所有曲跋才目向 J 辅方 M2 _ M3 fi am |iooa |iooa r垮用中包含比例系数 |N,mPC 3 第一酒 后 4 点用所有睽湘同 I 点 _ ffiA _ M2 _ M3 H- -538Z3 2 |1 睥 4 ,0 交互面前提蝠附殉称 1.慎措定该 P M辿 3曲域 W P皎为正津触 S 3 在第一米湿后点 4 1旌曲统且有 M3=0和此Q 5邹条曲触动是凸的相关面整薄岳羽是凸的虎

39、面无渡戏 J wg | 剥肖日足里#匹面宝项. r，罐转骊 广 M卫布M3双向隼|称 L 羌碱 曲魄麒量 &条血蹴上点数 比例索匏网所有曲物日同 ffir M2 M3 11000. I10CO fireo r曲闰中包营比洌案数 IN. m. C 1- 第一希最后一点闲所有岷悬相同 1 书. 辑寺 _M2 | 1 |-7E 36.83 M3 R 3 1013.4 n - 交互面前堤坦射莉赫 , 1握指定 1条 P 3曲映 汁? 2 P戒为正津调海皿 (l)MJ 3. M2-M3-0在弟一希最后点 1指定曲跳且百3=0和 MBQ 5.每条嶙必切是凸的相关面整祥送欢是凸的虑面无畋J 平面 际

40、 标画 孔笠相 |c X* i MM &显示所有携 EailP方宵我 r隐成曲 M3做 / m尧当的曲畿 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 31 3.2.53.2.5 柱的弯矩曲率关系的定义以及梁的弯矩曲率定义 定义一截面届性一皎届性一添加新届性一混凝土一 P P- -M2M2- -M3M3 皎: 3D 面 平 标 径 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 32 对点 B B 指定何种变形值都应将点 只有超过点 B B 的塑性变形将 被皎显现。所以点 C C 的 Curvature/SFCurvature/SF 对应的值应是 （% 华y）/气，而不是5y。 最后得到右边共 9 9 中皎。定

41、义一截面届性一皎届性一添加新届性一混凝土一 M3M3 皎: 需要引起注意的是 点 B B 代表屈服，在上升到点 B B 之前，皎内没有变形，无论 B B 的位移（转动）从点 G DG D 和 E E 的变形中减去。 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 33 27N UBzjggIgdg W 饵- - - - - - 一 J5HZCC- 1 I 邛期国 HHBF回逐盹铲THh 72 (t- 1) 3.3向模型中添加梁较和柱较 选择一组一 GROUP1GROUP1 指定一框架一皎- C C- -1:1: 考虑到节点刚域的长度以及塑性皎本身的长度，所以相对距离取 0.10.1 和 0.9,0.9,指定

42、完所有皎后得到的模型图为: .EH J典瑚困朋财日 2JH2fC-7 H2( B -.警 aawrfr方日洲 5 昌宇 IF3HW 4H?TC-7) 2JHHC-7 J d jr . I3ZH J 5B0iG? H? 1 - *- ： - - - IMHJ（B-N 5Jyini ? 濯地 1快也 斗$；打凹崟日彳 J t 理 M&WHti舆如就也咱 /刖 ME） 卢戒4 8HJ 其-9 b B*3ft0S0U-D) 5H誓 DMI iwg-即 BM e3qa)i5aqT l HA I 二 gf J B-3SQ沾聘 O HE 盘小 J(B-mfyn DigiB l? 调 8：5。平跄世

43、j3SH2fC-35 B-300)i5B0-O 日州戏匚-小 J5aHzirE-2 日 k J&M 日k JdH J(C-B 7EHJ(C- h db rh 37Ni(C-2i s ；铲碗预 f 仲 5 吗?IM 36H2(C-D 7 1 rai-kii：- 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 34 4分析运行及结果查看 4.1运行分析工况 Modal XModal X 况是用来算振型周期的，CombineCombine 工况是算轴力设计值的，这里都 不运行。 卜面是小震的运行界面: 大震的运行界面类似，不再赘述 开始时洵：2012-6-211:19:35 用的： 00:27:42 完成

44、时间：3012-6-2 11:47:17 运行状态： Done - Analysis Complete M 0 t-I L I N D I S Z C T H I S ；T O 壹 Y A N L S I S 15133 A CASZ: QUAXZ-L CCtniKUIHC- FRCK IHr ZN5 OF SE: L工 VZ TYPE CF SEOMETSIC INCLUDE. ELASTIC MATZSAL KCNLINEARITY = IHCLUDE irrELASTZC iATERIAL tIOlTLIKZARITY MLTHOD TO USE ?IKEK HINGES DSOE LO

45、AD TibS INTZCSATIOM HiTHOD SIIFFtTESS IKTZSaATICK FACT OS DAME INC IlHiCaAiIOH FACTOR MASS ItniCRTIOK FACTOR 蔻 LATHVZ FORCE COtTSSENCZ TCLiKANCZ Ncnz YZS ZS AEELY LOCAL TILSCN iHI； 2.S71353 1.376900 1.3-70000 .000100 EDISTaiBUTICN Saved Kull Stepi Lixiz 1300 0 Cusr 1300 let*! 0 崩口。 IzaxAtion %hi v 1

46、Q/40 Ccnv 1 Unb-Al-inc-a 1-OOOOQO 1-41E-11 Tir.s St” Sizft D.O2OQ0O D.Q20002 Tim 30.00000Q 30.000000 V 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 35 4.2小震下的运行结果 4.2.14.2.1 层位移 由丁假设了刚性隔板，每层的各点位移是一致。故这里分别取节点 3440 3440 的位移代表每层的位移，这里给出 3434 点的位移时程曲线，其它点值给出最大值 和最小值，如下：（单位：mmmm） Joint T ext OutputCase T ext Caselype T e t StepType

47、 T ext u| mm 34 QUAKE-L NonDirHist Man 2725221 - 34 QUAKE-L NonDirHi Min -2279626 i 35 QUAKE-L NonDirHist 4676312 35 QUAKE-L NonDirHist Min 4 012191 T T 36 QUAKER NonDiHist Max & 3384191 36 _ QUAKE-L _ NonDirHist Min L _ 5.682741 37 QUAKE-L NonDirHist MaK ZA7707B 37 QUAKE-L NotnDhrHist _ Min _ L

48、_ -7.20997B| 38 (QUAKER | Man 9.046409 3E： QUAKE-L NonDirHist Min -8.469689 39 QUAKER NonD irHist Max 9.092069 39 QUAKE-L NonDifH斌 Min -9.386271 40 QUAKE-L NonDitHist M郁 10L356872 40 QUAKE-L NonDirHist Min 9.860107 4.2.24.2.2 层问位移 由广义位移可以查看各层的层问位移，如下表：（单位： mmmm）钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 36 GenDispI Text Disp

49、lI I ext DutputCase T ext CaseType Text StepType Text T ranslahon mm FT Translation QUAKEL NonD irHi.st Max 2 7252211 F-1 Translation QUAKER _ _ NonDirHisft_ Min _279G2G F2 Translation QUAKE七 NonD irHht Max 1951091 F-2 Translation QUAKER NonDirHist Mh j 1738268； F-3 Translation QUAKE-L 二NtnOirH 嗾_ M

50、ax 1722106 F3 T raishtnn QUAKE1 NoQ补i裱 Min -1670551 F-4 I ranslation QUAKER NonD irHist Max 1.488638 E Translation QUAKEL NonDirHht 1 Min 1.527237 F5 T raislatbn QUAKEL NonD irHist Max 1209B43 F-5 Translatiorr QUAKE-L NonDirHist Min 1259711 Fb Translation QUAKEL NwDirHist Max .831239 F-B Translation

51、 QUAKE! NonD irHist Min -.916902 F-7 T ranslation QUAKER Nor )vHist Max .463272 - F7 Translation QUAKE-L MonD irHist Min L 474318； 4.2.34.2.3 层问位移角 由层问位移除以对应的层高，就可以得到层问位移角，如下表：（单位：1苻） 层问位移角 最大正位移角 最大负位移角 第一层 7.27 -6.08 第二层 6.50 -5.79 第三次 6.50 -5.79 第四层 5.74 -5.57 第五层 5.74 -5.57 第六层 4.96 -5.09 第七层 4.

52、96 -5.09 4.2.44.2.4 层剪力 SectionCut T ext OutputCase T ext CaseType T ext StepType T ext 刖 SCUT1SCUT1 QUAKE-L j NonDirH 施 t Max 948.678948.678： SCUTISCUTI QUAKEL NonDirH 蛔 Min 790.02790.02 SCUT2 QUAKER NonD irHit Max 695.691695.691 SCUT2 QUAKER NonD irHid Min - -796.316|796.316| SCUT3 QUAKE NcnD irHi

53、d Max 813.409813.409 SCUT3SCUT3 QUAKE-L | NonDirHist Min 御.洞 .： ：SCUT4 QUAKE-L【 NonDirHit Max | | 98.20298.202 SCUT41 QUAKE-L | NonDirHist Min ( 由呈 SCUT5 QUAKE-L | NonDirHist Max ( ( 557.422557.422 S UT5 QUAKE.L 1 1 NorObH舐 Min - -583.558583.558 :SCUT6:SCUT6 QUAKE-L 1 NopDirHt Max ( ( 380.4151380.41

54、51 SCUT6 SCUT6 QUAKE-L_j NonDirHist MinMin | |_ - -330330.划 SCUT7SCUT7 _ QUAKE-LJ NonDirHist L 151 L 151 .洞 SCUT7SCUT7 _ QUAKE-L | NonDirHist Min - -153.1641153.1641 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 37 上图中 SCUTrSCUTr示第 n n 层的截面切割（Section CuD , F1Section CuD , F1 表示 X X 轴方向的合 力即层剪力。可以看出 1 1 层的层剪力最大，越往上层剪力越小。 4.2.54.

55、2.5 小震下的出皎情况和破坏机制 在 9797 步即 1.94s 1.94s 一层梁端出现第一个塑性皎，从第 134134 步即 2.68s2.68s 所有塑性皎 出完之后到 30s30s 分析结束，皎的分布不再改变。小震全过程全是出的梁皎，没有 一个柱皎，并且所有的皎都在 IO IO （直接使用）范围内，皎的塑形发展并不充分 4.2.64.2.6 小震下的滞回曲线 在小震下最早出现的梁皎的滞回曲线及它和塑性皎骨架线的对比图如下所 示，可以看出小震下皎的发展并不充分，塑性变形量并不明显， 这验证了抗震规 范要求的“小震不坏”设计原则。 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 38 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 39 钢筋混凝土结构非线性动力反应分析 40 4.3大震的运行结果 4.3.14.3.1 层位移 由丁假设了刚性隔板，每层的各