MIDAS GEN静力弹塑性分析

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为什么做弹塑性分析
阪神大地震，一栋8层公共建筑发生中间楼层薄弱层破 坏，整个6层垮塌，7层直接落到了5层上。
本来这一排有五栋住宅楼，现在只剩下了三栋。钢结构框架的 箱形截面柱和桁架梁之间的梁柱节点发生了脆性破坏。
阪神大地震另一栋发生了类似中间层破坏的高层建筑
1971年美国 San Fernando 地震中 Olive View 医院一楼的角柱，混凝土几乎全部 破坏，纵筋严重变形，整个二层以上的建筑物发生了60厘米的水平位移。右边 是墨西哥城大地震中一栋11层建筑的首层边柱，混凝土破碎，但是箍筋基本完 好
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Why What How Result Q&A
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
墙纤维- 剪切模型 Building中剪切破坏判断标准： 基于抗剪极限承载力的名义屈服应变方法（程序默认）： （1）使用材料强度标准值计算剪力墙构件的极限抗剪承载力 （2）使用V/(bh0)计算名义屈服剪应力 （3）名义屈服剪应变=名义屈服剪应力/剪切模量 使用Building方法计算的屈服剪应变一般在1/10000~3/10000之间。
支撑：Fx
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如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
力 屈服强度
屈服点 B
应变强化
C 初始破坏
K0：Ini.Stiff.
残余抵抗
D
E
A 变形
FEMA
本构关系 双折线 三折线
屈服点
P1 P1 P2
双折线
钢筋混凝土/ 型钢混凝土 极限弯矩Mcr 开裂弯矩Mcr 极限弯矩Mu
midas Building 静力弹塑性分析
一
二
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三
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四
五
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Why What How Result Q&A
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Why What How Result Q&A
为什么做弹塑性分析
1. 你知道自己设计的结构到底能抵抗多大的地震吗？ 2. 你知道自己设计的结构在大震时什么地方先破坏吗？ 3. 结构是否满足“强剪弱弯”、“强柱弱梁”吗？ 4. 结构屈服后还能抵抗多大的地震力和变形？ 5. 你知道怎么使用弹塑性分析结果指导设计吗？
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为什么做弹塑性分析
政法系统及武装部机关办公楼迁建工程项目 总建筑面积：60967.70㎡,地下一层车库，层高为6.4m；地面以上为12 层高层办公大楼，地上部分总高度为49.8m，结构形式为框架‐剪力墙 结构，嵌固端取为基础顶面。 本工程平面不规则，竖向不规则，扭转不规则，属于超限复杂高层。
三折线
钢结构/ 钢管混凝土 极限弯矩My 屈服弯矩My 极限弯矩Mu
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如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
What
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How
Result
Q&A
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3. 塑性铰/纤维
What How Result Q&A
混凝土本构模型（混规 附录C.2.4） fc*: 混凝土单轴抗压强度代表值； εc: 混凝土峰值压应变； εu: 曲线下降段，混凝土峰值压应 变为 0.5 fc*时的混凝土压应变；
✓ 不考虑混凝土的抗拉能力
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如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
墙纤维- 钢筋本构模型 fy: 钢筋强度设计值； E1: 钢筋屈服前刚度；
弹性模量值-混规表4.2.5
Q&A
E2: 钢筋屈服后刚度；
α= E2/E1: --0.01,接近于理想弹塑性；
➢ 初始荷载最好分步施加（5~10 步）；
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Co静nt力e弹nt塑s性
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如何做弹塑性分析？ 1. 荷载条件
加载模式
What
（1）振型： 做特征值分析，提取基本模态；
How Result Q&A
（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； （4）层剪力：
振型
等加速度
原则：反映实际的地震力分布（优选层剪力）
静力荷载
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如何做弹塑性分析？
2. 分析
2.1 步长控制方法 ➢ 增量控制方法 ➢ 步长控制方法
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如何做弹塑性分析？
2. 分析
2.2 终止条件 ➢ 达到极限层间位移角； ➢ 达到最大位移；
• 方向 • 节点
可变（自动更新） 指定控制节点 ➢ 当前刚度与初始刚度的比值
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如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
单轴铰与多轴铰； 铰成分： 梁：My; （连梁： 剪力铰Fz） 柱：P-M-M相关；
如何做弹塑性分析？
1、荷载工况
初始荷载 加载模式
2、分析
步长控制 终止条件
3、 塑性铰/纤维 4、 结果查看 5、 常见问题
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Why What How Result Q&A
如何做弹塑性分析？
1.荷载条件
1.1初始荷载
➢ 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；
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Why What How Result Q&A
是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？
规范要求：
应进行弹塑性分析（《抗规》5.5.2条） 宜进行弹塑性分析（《抗规》5.5.2条）
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什么是弹塑性分析
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Why What How Result Q&A
是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？
静力弹塑性的优点——效率高 动力弹塑性的优点——更真实