弹性时程分析

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弹性时程分析——YJK盈建科软件操作

弹性时程分析——YJK盈建科软件操作

弹性时程分析——YJK软件操作篇操作菜单1上部结构计算——弹性时程分析2常用活动菜单——计算参数+计算分析3结果菜单——WDYDA+层位移+层位移角+层剪力+层弯矩+反应谱对比计算参数根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)表5.1.2-2,多遇地震,自动对主次方向的峰值加速度取值1第一级对话框——参数输入-弹性时程分析信息次方向的峰值加速度取值取为默认值时,CQC 法结果是考虑了主次波组合情况下的计算结果。

WZQ 中CQC 法的计算结果始终是单向地震下的分量计算结果,未考虑双向地震组合。

所以两份文件的CQC 法计算结果只有在单向地震情况下,次方向的峰值加速度取值取为0时保持一致2只计算主方向地震效应:程序对结构地震波效应的计算结果分为0°与90°两种情况,每种情况又各自有主次两个方向分量的效应。

在后续对弹性时程结果的运用中,次方向的效应一般不会用到3第二级对话框——地震波选择对话框1本级菜单一般条件下无需进行调整2查看反应谱——PGA、EPA、加速度谱、速度谱、位移谱第三级对话框——自动筛选最优地震波组合1地震波组合晒选限制条件➢单条地震波基底剪力满足规范要求——±35%➢地震波组合平均基地剪力满足规范要求——±20%➢平台与第一周期领域平均值筛选——《结构时程分析法输入地震波的选择控制指标》——仅供参考!①一是同欧洲规范,对地震记录加速度反应谱值在[0.1, Tg]平台段的均值进行控制,要求所选地震记录加速度谱在该段的均值与设计反应谱相差不超过10%②二是对结构基本周期T1附近[T1-DT1,T1+DT2 ]段加速度反应谱均值进行控制,要求与设计反应谱在该段的均值相差不超过10%③由于实际结构在大震作用下常进入非线性状态,结构刚度发生退化,结构基本周期随之不断延长,在选取DT1和DT2时,可使DT2=0.5s>=DT1。

Tol为限值1地震波组合晒选限制条件➢单条考虑各地震波组合在第1,2阶周期的平均反应谱值➢必要时,适当增加相邻特征周期的可选地震波或者放宽主次方向地震峰值加速度值以满足以上的限制条件选波文本结果一:wavecombin 2选波文本结果二:wdynaSpec3原则上,任一组合均满足规范要求!计算结果文本结果——wdyna 、wdynaSpec 1内力及位移图形结果——层位移+层位移角+层剪力+层弯矩2地震波与反应谱对比结果3。

弹性动力时程分析的理解和应用

弹性动力时程分析的理解和应用
度 和位移 向量 ; { } —输 入 的地震波 加速度 向量 。 t— i
求 解 =阶常 微 分方 程一 般 有两 种 常用 算 法 : 振

l 弹 性 动力 时程 分 析 方 法 的基 本 原 理
现 阶段高层 建 筑 结 构抗 震 设 计 方 法有 二 种 : 一 种是 振型 分解 的反应 普法 。且该 方 法是 主流设计 方
般性 , 如果单 独 拿 出几 条 地震 波 的反 应 谱 与规 范 但 反应 谱 比较 , 波 响应 与 规 范 反应 谱 方 法 计 算结 果 单
作用 , 而振型叠加时程方法是得到了 n 振型数 ) ( 个
相互 独 立 的单 自由度 体 系二 阶运 动 微 分 方 法 , 全 并
利用 D hm l ua e 积分等方法得到各个振型所对应的单 自由度体系在某条地震波作用下的广义位移 响应 ,
Q或 N w r emak—B等方 法直 接 要 求 解公 式 ( ) 1 的
二 阶运动微 分 方程 , 到 结 构 响应 。 弹性 动 力时 程 得
分析 一般采 用振 型叠 加 法 计算 , 因是 计算 效 率 更 原 高, 当振型数 选取 足够 的精度也 可 以保 证 。
另一方 面还 要理 解 C C振 型 组合 方法 是 将 地 震 作 Q 用看作 平稳 随机 过 程 得 到 的振 型 组合 方 法 , 方 法 该
随着 城市 复 杂 高层 建 筑越 来 越 多 , 构 设计 的 结 难 度也 随之增 加 。这就是 要求 结构 设计 人员 充分 了
于不 安 全现象 , 以要 附加 多条 实 际或 人 造 地震 波 所
的弹性 动力时程 分 析方法进 一步保 证结构 的安 全 。
弹 性动力 时程 分析方法 解决 的基本 问题 如下公

弹性时程分析YJK

弹性时程分析YJK

弹性时程分析上部结构计算包含了3个主菜单:前处理及计算、设计结果、弹性时程分析。

图为弹性时程分析的各个菜单一、弹性时程分析计算的目标《抗规》5.1.2-3条:(及《高规》4.3.5条)特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算;当取三组加速度时程曲线输入时,计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值;当取七组及七组以上的时程曲线时,计算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。

时程分析法是针对特别不规则结构、特别重要结构、较高结构的补充计算,对于时程分析结果的应用,如《抗规》5.1.2条文说明:应把时程法计算结果的底部剪力、楼层剪力、层间位移和上部结构计算的振型分解反应谱法的结果进行比较,当时程分析法大于振型分解反应谱法时,相关部位的构件内力和配筋作相应的调整。

二、对用户选用的地震波提供符合规范要求的的检测《抗规》5.1.2-3条:采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线,其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3,多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,其加速度时程的最大值可按表5.1.2-2采用。

弹性时程分析时,每条时程分析曲线所得结构底部建立不应小于振型分解反应谱法的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的的80%。

什么是“在统计意义上相符”,如《抗规》5.1.2条文说明:多组时程波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比,在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20%。

计算结果在结构主方向的平均底部剪力一般不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%,每条地震波输入的计算结果不应小于65%。

但计算结果也不能太大,每条地震波输入计算不大于135%,平均不大于120%。

浅谈弹性时程分析的设计要点_高宇斌

浅谈弹性时程分析的设计要点_高宇斌

于基本周期介于 3.5 s 和 5 s 之间的结构,按插入法
取值。
2 选取地震波
由地震局提供实际地震记录和人工模拟的加
速度时程曲线,简称天然波和人工波。 地震局所提
供 的 波 文 件 为 HR021.dat ( 带 R 的 为 人 工 波 )、
HT631.dat(带 T 的 为 天 然 波 )等 ,我 们 需 先 转 换 成
得设计更加合理、经济。
参考文献: [1] GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S]. [2] JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
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Henan Building Materials
剂的投量计算,自主研发的高模改性沥青材料价格 为:
95% 基 质 沥 青 ×5 600 元/吨 +5% 特 殊 嵌 段 比 SBS 改性剂×21 000 元/吨=6 370 元/吨。
其他成本约占产品总成本的 20%, 即:6 370÷ 80%×20%=1 592.5 元/吨。
自主研发高模改性沥青每吨成本约为:6 370+1 592.5=7 962.5 元/吨。
采用剪重比实现内力及配筋包络设计按如下 方法:计算出时程分析平均反应的层间地震剪力与 CQC 的地震层间剪力的比值,该比值小于 1 取 1,可
(下转第 17 页)
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Henan Building Materials
2014 年第 3 期 河南建材
20 高模改性沥青混合料进行了随机取样,重点针对 沥青的软化点、弹性恢复以及混合料动稳定度等指 标进行检测。 试验数据见表 3。
3 CQC(振型分解反应谱法)与时程分 析包络设计
《高规》4.3.5-4 条当取 3 组时程曲线进行计算 时,结构地震作用效应宜取时程法计算结果的包络 值与振型分解反应谱法计算结果的较大值; 当取 7 组及 7 组以上时程曲线进行计算时,结构地震作用 效应可取时程法计算结果的平均值与振型分解反 应谱法计算结果的较大值。 一般地震局提供的波不 一定都能满足设计要求,所以一般我们取 3 条波进 行包络设计,下面就以 3 条波包络设计进行阐述:选 取 3 条满足规范要求的地震波后,需要进行弹性动 力时程分析参数填写, 主分量峰值加速度按抗规 5.1.2-2 表进行填写,次分量峰值加速度及竖直分量 峰 值 加 速 度 分 别 按 《抗 规 》5.1.2 条 说 明 中 0.85 及 0.65 的比例进行调整。 计算完成后即可进行时程分 析与 CQC 法的包络设计。

为什么弹塑性分析模块会有弹性时程分析选项

为什么弹塑性分析模块会有弹性时程分析选项

为什么弹塑性分析模块会有弹性时程分析选项?
弹性时程分析与弹塑性时程分析模型,除了所有构件的材料模式在整个地震过程中不会产生非线(不屈服)外,其它参数如阻尼、动力积分方法等等,与弹塑性时程分析模型是一致的。

程序设置弹性时程分析有以下几个方面的用意:1)高规5.5.1条条文说明提及:“与弹性静力相比,结构的弹塑分析具有更大的不确定性,不仅与上述因素有关,还与分析软件的计算模型以及结构阻尼选取、构件破损程度的衡量、有限元的划分等有关,存在较多的人为因素和经验因素。

因此,弹塑性计算分析首先要了解分析软件的适用性,选用适合于所设计工程的软件,然后对计算结果的合理进行分析判断。

工程设计中有时会遇到计算结果出现不合理或怪异现象,需要结构工程师与软件编制人员共同研究解决”。

针对上述请情况,软件同时计算和输出弹性时程计算结果,并且自动给出节点时程、层时程、层包络对比曲线。

通过弹性与
弹塑性曲线的对比,发现结果的不合理与怪异现象。

比如说弹性与弹塑性时程结果出现了量级上的差别时,应排除模型和计算问题。

一般来说,是弹塑性分析结果不合理的概率大,弹性分析结果是比较稳定和可靠的。

2)弹性时程分析结果可以用于评价结构的性能状态。

弹性、弹塑性时程分析

弹性、弹塑性时程分析

PKPM软件园地 建筑结构.技术通讯 2007年1月弹性、弹塑性时程分析法在结构设计中的应用杨志勇 黄吉锋(中国建筑科学研究院 北京 100013)0 前言地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。

几十年来,人们积累了大量的实测地震资料,这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。

与此相对应,时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。

但是,由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性,弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法;虽然如此,抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性,还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法;尤其是考虑了结构的弹塑性性能后,弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第3.6.2,5.1.2,5.5.1,5.5.2,5.5.3等条文规定了时程分析相关的内容。

下面结合TAT ,SATWE ,PMSAP 和EPDA 等软件应用,探讨如何将弹性、弹塑性时程分析正确应用到结构设计中去。

1 弹性时程分析的正确应用11正确地在软件中应用弹性时程分析方法需要对规范的相关条文规定有正确的认识。

以下几点是需要特别明确的:(1)抗震规范第5.1.2条第3点规定,“可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值”。

在设计过程中,如何实现“较大值”有不同的做法:1)设计采用弹性时程分析的构件内力响应包络值的多波平均值与振型分解反应谱法计算结果二者的较大值直接进行构件设计;2)在实现振型分解反应谱方法时,放大地震力使得到的楼层响应曲线包住时程分析楼层响应曲线的平均值。

图1 SATWE 地震作用放大系数前一种做法可能使得构件配筋较大,因为在时程分析过程中,构件内力的最大响应具有不同时性,采用包络值进行设计会使得构件内力,尤其是压弯构件内力偏于保守。

弹性、弹塑性时程分析

弹性、弹塑性时程分析

PKPM软件园地 建筑结构.技术通讯 2007年1月弹性、弹塑性时程分析法在结构设计中的应用杨志勇 黄吉锋(中国建筑科学研究院 北京 100013)0 前言地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。

几十年来,人们积累了大量的实测地震资料,这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。

与此相对应,时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。

但是,由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性,弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法;虽然如此,抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性,还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法;尤其是考虑了结构的弹塑性性能后,弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第3.6.2,5.1.2,5.5.1,5.5.2,5.5.3等条文规定了时程分析相关的内容。

下面结合TAT ,SATWE ,PMSAP 和EPDA 等软件应用,探讨如何将弹性、弹塑性时程分析正确应用到结构设计中去。

1 弹性时程分析的正确应用11正确地在软件中应用弹性时程分析方法需要对规范的相关条文规定有正确的认识。

以下几点是需要特别明确的:(1)抗震规范第5.1.2条第3点规定,“可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值”。

在设计过程中,如何实现“较大值”有不同的做法:1)设计采用弹性时程分析的构件内力响应包络值的多波平均值与振型分解反应谱法计算结果二者的较大值直接进行构件设计;2)在实现振型分解反应谱方法时,放大地震力使得到的楼层响应曲线包住时程分析楼层响应曲线的平均值。

图1 SATWE 地震作用放大系数前一种做法可能使得构件配筋较大,因为在时程分析过程中,构件内力的最大响应具有不同时性,采用包络值进行设计会使得构件内力,尤其是压弯构件内力偏于保守。

弹性时程分析——YJK盈建科软件操作

弹性时程分析——YJK盈建科软件操作

弹性时程分析——YJK软件操作篇操作菜单1上部结构计算——弹性时程分析2常用活动菜单——计算参数+计算分析3结果菜单——WDYDA+层位移+层位移角+层剪力+层弯矩+反应谱对比计算参数根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)表5.1.2-2,多遇地震,自动对主次方向的峰值加速度取值1第一级对话框——参数输入-弹性时程分析信息次方向的峰值加速度取值取为默认值时,CQC 法结果是考虑了主次波组合情况下的计算结果。

WZQ 中CQC 法的计算结果始终是单向地震下的分量计算结果,未考虑双向地震组合。

所以两份文件的CQC 法计算结果只有在单向地震情况下,次方向的峰值加速度取值取为0时保持一致2只计算主方向地震效应:程序对结构地震波效应的计算结果分为0°与90°两种情况,每种情况又各自有主次两个方向分量的效应。

在后续对弹性时程结果的运用中,次方向的效应一般不会用到3第二级对话框——地震波选择对话框1本级菜单一般条件下无需进行调整2查看反应谱——PGA、EPA、加速度谱、速度谱、位移谱第三级对话框——自动筛选最优地震波组合1地震波组合晒选限制条件➢单条地震波基底剪力满足规范要求——±35%➢地震波组合平均基地剪力满足规范要求——±20%➢平台与第一周期领域平均值筛选——《结构时程分析法输入地震波的选择控制指标》——仅供参考!①一是同欧洲规范,对地震记录加速度反应谱值在[0.1, Tg]平台段的均值进行控制,要求所选地震记录加速度谱在该段的均值与设计反应谱相差不超过10%②二是对结构基本周期T1附近[T1-DT1,T1+DT2 ]段加速度反应谱均值进行控制,要求与设计反应谱在该段的均值相差不超过10%③由于实际结构在大震作用下常进入非线性状态,结构刚度发生退化,结构基本周期随之不断延长,在选取DT1和DT2时,可使DT2=0.5s>=DT1。

Tol为限值1地震波组合晒选限制条件➢单条考虑各地震波组合在第1,2阶周期的平均反应谱值➢必要时,适当增加相邻特征周期的可选地震波或者放宽主次方向地震峰值加速度值以满足以上的限制条件选波文本结果一:wavecombin 2选波文本结果二:wdynaSpec3原则上,任一组合均满足规范要求!计算结果文本结果——wdyna 、wdynaSpec 1内力及位移图形结果——层位移+层位移角+层剪力+层弯矩2地震波与反应谱对比结果3。

《弹性时程分析重点》课件

《弹性时程分析重点》课件
弹性时程分析重点
本课件将介绍弹性时程分析的定义、基本原理和方法,应用领域和意义,关 键技术和要点,常用的软件和工具,以及案例研究和实例分析。让我们一起 来探索弹性时程分析的奥秘吧!
弹性时程分析的定义和概述
弹性时程分析是一种结构动力学分析方法,用于计算结构在时间上的响应, 考虑结构的弹性特性和荷载的变化。通过分析结构在不同时刻的应力、位移 和变形等参数,可以评估结构的安全性和抗震性能。
弹性时程分析的关键技术和要点
弹性时程分析的关键技术包括荷载输入、动力特性的确定、材料的本构关系、数值计算方法等。在进行分析时, 需要考虑结构的初始条件、边界条件和非线性效应,并进行参数敏感性分析和验证。
பைடு நூலகம்
常用的弹性时程分析软件和工具
目前市场上常用的弹性时程分析软件包括ANSYS、SAP2000、OpenSees等。这些软件提供了丰富的功能和 工具,可以实现复杂结构的弹性时程分析和模拟。
弹性时程分析的案例研究和实 例分析
通过实际工程案例的研究和实例分析,可以进一步理解弹性时程分析的应用 和优势。我们将深入探讨不同结构类型的分析结果,评估结构的受力性能和 动态响应。
总结和展望
弹性时程分析作为一种重要的结构分析方法,有着广泛的应用前景和发展空间。未来的研究将进一步完善分析 模型和计算方法,提高分析精度和效率,推动结构抗震设计和工程安全性的发展。
弹性时程分析的基本原理和方 法
弹性时程分析基于动力学原理和结构的弹性理论,通过建立结构的数学模型, 应用时程函数和时间积分方法,计算结构在不同时刻的响应。有限元法和有 限差分法是常用的计算方法。
弹性时程分析的应用领域和意 义
弹性时程分析广泛应用于桥梁、建筑和工程结构的设计和评估,以及地震工 程和抗震设计领域。通过分析结构在地震等荷载下的响应,可以优化结构设 计,提高结构的安全性和稳定性。

SAP2k第6章弹性及弹塑性时程分析

SAP2k第6章弹性及弹塑性时程分析
Wen塑性单元行为描述如下:
f r k d 1 r yield z
式中:k为弹性弹簧常数;yield为屈服力;r为指定的屈
服后刚度对弹性刚度的比值;z为一个内部的滞后变量,
此变量范围为|z|≤ 1,其屈服面由|z|= 1代表。。
其中exp 为等于或大于1 的指数。
此指数越大,屈服比率越陡。实际指
数限值大约是20。公式z‘ 等价于
Wen 模型A=1 及α=β=0.5。
2.3 单元类型介绍——滞回(橡胶)隔震属性
双轴的滞后隔振器,对于两个剪切变形有耦合的塑性属性
,且对余下的4个变形有线性的有效刚度属性。 对 每 一 个
剪切变形自由度,用户可独立的指定线性或非线性的行为。
2.3 单元类型介绍——滞回(橡胶)隔震属性
●在每一曲线终点的斜率不能为负
2.3 单元类型介绍——多段线性塑性连接单元
用户定义多段线性曲线上的点时,对称的成对点将被
连接,即使是非对称的曲线。这样能够对滞回曲线的形状
进行一些控制。
2.3 单元类型介绍——多段线性塑性连接单元
Takeda模型
Takeda模型在卸载过程中,当通过水平轴时,卸载曲线
沿反向加载路径(Backbone Force Deformat ion )
的切线方向。
2.3 单元类型介绍——多段线性塑性连接单元
枢纽点(Pivot)模型
这个模型与Takeda 塑性模型相似,但是具有一个附加
参数来控制退化滞回曲线。适用于钢筋混凝土单元,是基
于趋向于在力-变形(或弯矩-转动)平面内指定点、也
筏板基础等。
体单元
主要用于细部分析。
点单元
也称连接单元,可在两节点之间绘制,也可在一个节

PKPM软件讲稿弹性动力时程分析

PKPM软件讲稿弹性动力时程分析
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《高层混凝土结构技术规程》JGJ32002
第3.3.4条 第3点 7~9度抗震设防的高层建筑,下列情况应采用弹性时 程分析法进行多遇地震下的补充计算: 1)甲类高层建筑结构; 2)表3.3.4 所列的乙、丙类高层建筑结构; 3)不满足本规程第4.4.2~4.4.5条规定的高层建筑结构; 4)本规程第10章规定的复杂高层建筑结构; 5)质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。
第15页/共25页
第16页/共25页
第17页/共25页
三向地震波的合理选取和人工定义
• 时程分析与三向地震波 • 三向地震波的合理选取 • 如何人工定义地震波
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时程分析与地震波
弹性时程分析、弹塑性时程分析均与地震波相关。 TAT、SATWE、PMSAP、EPDA 等 软 件 时 程 分 析 时均需选取地震波。 旧版软件采用的是按照场地土区分的单向地震波库 ;新版软件采用的是按照特征周期区分的三向地震 波库。 三向地震波可以退化为单向地震波进行计算。 可以通过填写文本文件的方式增加用户地震波。
第4页/共25页
1.2 弹性时程分析具体实现
• 1.2.1 SATWE • 1.2.2 TAT • 1.2.3 PMSAP
第5页/共25页
第6页/共25页
第7页/共25页
第8页/共25页
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第11页/共25页
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2 地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期3~4 倍 , 也 不 宜 少 于 1 2 s, 地 震 波 的 时 间 间 距 可 取 0 . 0 1 s 或 0.02s;

《弹性时程分析》课件

《弹性时程分析》课件
弹性时程分析考虑了地震动的不确定性,包括 地震波的强度、频率和持续时间等因素。
计算方法
弹性时程分析的计算方法包括直接积分法和振型叠加法。
直接积分法通过数值积分方法直接求解结构在地震作用下的动力方程,适用于复杂结构和大规模系统的 模拟。
振型叠加法利用结构振型进行线性叠加,通过求解各阶振型的地震响应来得到总响应,适用于简单结构 和中小规模系统的模拟。
缺点
计算量大
由于需要考虑地震波的传播过程和结构的动态响应,弹性 时程分析的计算量通常较大,需要高性能的计算资源。
模型简化
为了简化计算,弹性时程分析通常需要对实际结构进行一 些简化,这可能导致分析结果与实际情况存在一定的偏差 。
数据需求大
该方法需要大量的地震记录数据和结构动力响应数据,对 于一些缺乏数据的地区或工程,应用弹性时程分析可能会 受到限制。
案例中可以介绍地下工程弹性时程分析的模型建立、 边界条件设置、结果分析和改进措施等方面的内容, 以帮助观众更好地理解该方法在地下工程抗震设计中 的应用。
案例四:复杂结构体系抗震设计
对于复杂的结构体系,如大跨度结构、高层建筑与裙房组成的结构等,其抗震设计需要充分 考虑不同结构之间的相互作用和影响。弹性时程分析可以为复杂结构体系的抗震设计提供有 效的技术支持。
用范围。
感谢观看
THANKS
将选定的地震波数据输入到建立的模型中,准备进行时程分析。
输出结果分析
分析结果
对时程分析的结果进行详细的分析,包括位移、速度、加速度等 响应。
性能评估
根据分析结果评估结构的性能,例如是否满足设计要求、是否发生 破坏等。
优化建议
根据分析结果提出针对性的优化建议,以提高结构的抗震性能。

《弹性动力时程分析》课件

《弹性动力时程分析》课件
参数设定
根据实际结构进行简化, 将其抽象为计算模型。
STEP 03
模型验证
通过对比实际数据与模型 计算结果,验证模型的准 确性。
确定模型中的材料属性、 几何尺寸、边界条件等参 数。
输入地震波
地震波选择
选择能反映地震特性的地震波,如持续时间、峰值加 速度等。
地震波调整
根据模型和实际场地条件,对地震波进行调整,使其 更符合实际情况。
直接积分法
对运动方程进行积分,得 到位移、速度、加速度等 响应。
模态叠加法
通过模态振型和模态坐标 变换,将运动方程转化为 易于求解的形式。
振型分解法
将复杂的振动问题分解为 若干个简单的振动问题, 分别求解后再组合。
Part
03
弹性动力时程分析的步骤与流 程
建立模型
STEP 01
模型简化
STEP 02
方法
基于有限元理论,采用数值计算方法对结构进行地震作用下 的动力响应分析。
应用
广泛应用于桥梁、高层建筑、大跨度结构等领域的抗震分析 和设计。
Part
02
弹性动力时程分析的基本原理
弹性动力学的理论基础
弹性力学的基本概念:弹 性、应变、应力等。
弹性力学的基本方程:平 衡方程、几何方程、物理 方程等。
案例二:大跨度桥梁的弹性动力时程分析
大跨度桥梁的地震响应预测
对大跨度桥梁进行弹性动力时程分析,预测其在地震作用下的响应。考虑桥梁的结构特点、地震波传 播特性以及桥梁的动力特性,模拟地震发生时桥梁的位移、应力等变化,为桥梁的安全性评估提供依 据。
案例三:复杂地质条件的弹性动力时程分析
地下结构在复杂地质条件下的地震响应分析
准确性

弹性时程分析的概念

弹性时程分析的概念

弹性时程分析的概念1)波选择的要求:2)关于选择波的一些原理和建议:首先,规范的反应谱是基于较大采样量的统计平均结果,具有较强的包络性。

对于大部分情况反应谱如果包不住,那么反应谱就是错的。

经过国内外的震害表明,反应谱应该还是能包住的。

其次,规范要求用三条波的小样本来对反应谱的分析结果进行补充,其用意是好的。

大概的思路是对于复杂工程,考虑不同地震波的频谱特性产生的激励不同,结构的反映也不尽相同,万一遇到反应谱包不住的情况(结构与地震输入的特殊性所在),那么就是能发现潜在的薄弱环节,使得设计人员能够在设计阶段对方案的不足加以补强,确保结构安全。

第三,规范的规定存在问题。

即使是工程比较复杂,但是通过合理设计,可能结构的薄弱环节就不是那么明显;或者选择的地震波就在反应谱能包住的范围内(要知道反应谱能包住大部分的地震波)。

这时候两条天然波算出来的底部剪力就较小,那么非要凑出来65%和80%(人工波好凑),就显得比较牵强。

对于上面说的这个过程简单的说就是:天然波算出来的底部剪力该多少就多少,不要硬性规定是65%。

规范编制组可以要求各地地震勘测部门给出该场地对应的一定数量的相关天然波,比如20-50条或者是有多少算多少,satwe跑一遍也很快,都跑一遍,如果比反应谱大就互为补充,如果比反应谱小,那就是正常,就放心大胆的按反应谱的计算结果做设计。

3)对于弹塑性时程分析,优点很多,凡事拿这个写文章的人都会吹嘘一番,很容易看到的我这里就不复述了。

但是这个里面还存在非常非常多的问题,计算分析中的猫腻也很多,计算结果可以作为一个参考,给结构设计方案指出一些问题。

不管是弹性分析还是弹塑性分析,都应该对结果进行概念上的判断,而不能过于“直观”的得到结论。

还有一点,“加强”和“减弱”都是处理的手法,只是“加强”更加让人感觉踏实一点。

今年建筑结构北京院专刊里面就有程总提出结构刚度不宜过低的观点,我个人也是比较认同的。

这个具体问题具体分析。

弹性动力时程分析

弹性动力时程分析

弹性动力时程分析杨志勇中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部•弹性时程分析基本概念、规范规定•弹性时程分析的具体实现•三向地震波合理选取和人工定义《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第5.1.2条 第3点特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,其加速度时程的最大值可按表5.1.2-2 采用。

弹性时程分析时每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。

《高层混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第3.3.4条 第3点7~9度抗震设防的高层建筑,下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算:1)甲类高层建筑结构;2)表3.3.4 所列的乙、丙类高层建筑结构;3)不满足本规程第4.4.2~4.4.5条规定的高层建筑结构; 4)本规程第10章规定的复杂高层建筑结构;5)质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。

《高层混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 第3.3.5条 按本规程第3.3.4 条规定进行动力时程分析时,应符合下列要求:1 应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,且弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65%,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80%;2 地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期3~4倍,也不宜少于12s,地震波的时间间距可取0.01s或0.02s;4 结构地震作用效应可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

弹性时程分析重点

弹性时程分析重点

对选定的实录地震波,首先求EPV、EP A
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设计加速度时程的确定(选用实录波)
➢二、确定实录波的特征周期 Tg 1、确定EPV、EPA
a、 1978年美国ATC-3规范中的定义求EPA、 EPV(频段固定); b、 1990年《中国地震烈度区划图》求EPA、 EPV(频段不固定); 详细过程参见资料《MIDAS/Civil 2006桥梁 抗震设计功能说明》
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设计加速度时程的确定(选用实录波)
➢ 六、与设计反应谱计算结果比较
《公路桥梁抗震设计细则》:
《建筑抗震设计规范GB50011_2001条文说明》:
对桥梁结构,也可采用基底剪力结果比较
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设计加速度时程的确定(选用实录波)
➢ 六、与设计反应谱基底剪力比较
设计反应谱基底剪力:
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设计加速度时程的确定(选用实录波)
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设计加速度时程的确定(选用实录波)
➢ 九、按以上原则继续选波
最终选择出符合条件的多条实录地震波
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2、时程分析中恒载效应的考虑
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时程分析中恒载效应的考虑
➢ 一、时程分析中考虑恒载效应的必须性
根据在桥梁动力分析时,一般取成桥阶段分 析,此时自重恒载已经对结构变形,内力产 生了影响。在动力分析时,必须考虑自重恒 载的初始效应。
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时程分析中恒载效应的考虑
➢ 二、Civil时程分析中考虑恒载效应
在midas Civil中,做时程分 析时通过“程度荷载工况- 加载顺序”对话框考虑恒载 效应,当前时程荷载工况可 在前次荷载工况(可以是时 程荷载、静力荷载、最后一 个施工阶段荷载、初始内力 状态)作用下的位移、速度、 加速度、内力状态下继续分 析。详细参见《MIDAS/Civil 2006 桥梁抗震设计功能说明》

弹性时程分析.

弹性时程分析.

2.将荷载转换质量
菜单选项 模型 > 质量 > 将荷载转换成质量...
定义特征值分析控制
菜单选项 分析>特征值分析控制
定义取的振型数量
后处理------层间位移
菜单选项 结果>分析结果表格>层>层间位移(时程分析)
后处理------层位移
菜单选项 结果 > 分析结果表格 > 层 > 层位移
后处理------层剪力
对于自定义的地震波,可以采用execl表格直接粘 贴或采用地震波生成器生成
定义时程荷载函数----------定义地震波
规范5.1.2条规定地震波峰值如下图:
表5.1.2-2时称分析所用地震加速度时程曲线的最大值(cm/s2) 地震影响
多遇地震 罕遇地震
6度
18 一
7度
35(55) 220(310)
后处理------时称分析图形
菜单选项 结果 > 时程分析结果 > 时程分析图形
可以查看各节点位移及各单元的内力及应力情况
定义函数:位移(或梁单元内力)
添加新函数 名称:D1 节点号:在模型窗口选择某一节点 结果类型:位移 参考点:地面 输出分量:DX 时程分析荷载工况:SC1 包括振型号:全部
后处理------层数据图形
8度
70(110) 400(510)
9度
140 620
注:括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
对地震波 进行调整
定义时称荷载工况
菜单选项 荷载>时程分析数据>时程荷载函数
选择线性方法 分析时间:时程分析的 总的时间长度 高规3.3.5规定如下:

弹性动力时程分析的理解和应用_程浩

弹性动力时程分析的理解和应用_程浩

第26卷第19期2010年10月甘肃科技Gansu Science and Techno logyVol.26N o.19O ct.2010弹性动力时程分析的理解和应用程浩(天水市建筑勘察设计院,甘肃天水741000)摘要:正确理解和应用弹性动力时程分析方法是深入了解复杂高层建筑结构抗震性能的重要手段,能有效、合理的掌握复杂高层建筑结构的受力特点,为复杂结构设计提供准确的分析应用和判断。

关键词:弹性动力时程分析;复杂高层结构设计;抗震性能中图分类号:TU973.17随着城市复杂高层建筑越来越多,结构设计的难度也随之增加。

这就是要求结构设计人员充分了解和掌握复杂高层建筑结构的受力特点,运用好弹性动力时程分析方法,才能做好复杂高层建筑结构的抗震设计。

与之相比,则会使弹性动力时程分析流于形式,起不到应用的作用。

从基本理论、规范规定和实际操作应用等方面作一探讨。

1弹性动力时程分析方法的基本原理现阶段高层建筑结构抗震设计方法有二种:一种是振型分解的反应普法。

且该方法是主流设计方法。

简单地说就是首先进行结构的模态分析,得到足够数量的结构振型和频率,该过程就是将结构模型空间内解耦为多个/独立0的单自由度体系,每个振型对应一个单自由度体系,这样就可以运用规范规定的反应谱得到各个振型(单自由度体系)所对应的地震力。

然后将各个振型所对应的地震响应通过CQC方法进行振型组合得到结构最终的地震响应。

规范的反应谱是多条(甚至几百条以上)地震波所对应的反应谱通过概率平均化和平滑后所得,虽然可以从概率意义上保证振型分解反应普法的一般性,但如果单独拿出几条地震波的反应谱与规范反应谱比较,单波响应与规范反应谱方法计算结果比较均会有一定的差别。

对于特殊情况,单波响应还可能偏大,即振型分解反应谱方法并不保守,单条地震波的反应谱与规范反应谱的差别还是很大的。

另一方面还要理解C QC振型组合方法是将地震作用看作平稳随机过程得到的振型组合方法,该方法同样是一种概率保证法。

第九章时程分析法

第九章时程分析法

第九章时程分析法第一节时程分析法的概念振型分解法仅限于计算结构在地震作用下的弹性地震反应。

时程分析法是用数值积分求解运动微分方程的一种方法,在数学上称为逐步积分法。

这种方法是从t=0时刻开始,一个时段接着一个时段地逐步计算,每一时段均利用前一时段的结果,而最初时段应根据系统的初始条件来确定初始值。

即是由初始状态开始逐步积分直至地震终止,求出结构在地震作用下从静止到振动、直至振动终止整个过程的地震反应。

时程分析法是对结构动力方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。

时程分析法能给出结构地震反应的全过程,能给出地震过程中各构件进入弹塑性变形阶段的内力和变形状态,因而能找出结构的薄弱环节。

时程分析法分为弹性时程分析法和弹塑性时程分析法两类。

第一阶段抗震计算“小震不坏”中,采用时程分析法进行补充计算,这时计算所采用的结构刚度和阻尼在地震作用过程中保持不变,称为弹性时程分析。

在第二阶段抗震计算“大震不倒”中,采用时程分析法进行弹塑性变形计算,这时结构刚度和阻尼随结构及其构件所处的非线性状态,在不同时刻可能取不同的数值,称为弹塑性时程分析。

弹塑性时程分析能够描述结构在强震作用下在弹性和非线性阶段的内力、变形,以及结构构件逐步开裂、屈服、破坏甚至倒塌的全过程。

第二节时程分析法的适用范围一、时程分析法的适用范围时程分析法是根据选定的地震波和结构恢复力特性曲线,对动力方程进行直接积分,采用逐步积分的方法计算地震过程中每一瞬时的结构位移、速度和加速度反应,从而可观察到结构在强震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件开裂、损坏直至结构倒塌的全过程。

但此法的计算工作十分繁重,须借助计算机,费用较高,且确定计算参数尚有许多困难,目前仅在一些重要的、特殊的、复杂的以及高层建筑结构的抗震设计中应用。

《建筑抗震设计规范》对时程分析法的适用范围规定如下:9-2 全国注册结构工程师专业备考加油站辅导教材《建筑抗震设计规范》的条文说明:与振型分解反应谱法相比,时程分析法校正与补充了反应谱法分析的不足。

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说明:采用振型叠加 法,一定要定义特征 值分析控制
输出时间步长:
输出时程分析结果的 时间步骤数。将以(输 出步骤数 x 时间增量) 的间隔生成结果。
阻尼:程序提供
1.振型阻尼 2.质量和刚度因子(瑞利阻尼) 3.应变能因子
接续前次:
把前次荷载工况的位移、速 度、加速度、内力、铰的状 态、非线性连接单元等作为 这次荷载工况的初始条件进 行分析
对于自定义的地震波,可以采用execl表格直接粘 贴或采用地震波生成器生成
定义时程荷载函数----------定义地震波
规范5.1.2条规定地震波峰值如下图:
表5.1.2-2时称分析所用地震加速度时程曲线的最大值(cm/s2) 地震影响
多遇地震 罕遇地震
6度
18 一
7度
35(55) 220(310)
定义地面加速度
菜单选项 荷载 > 时程分析数据 > 地面加速度...
函数名称:从列表中选择
要使用的地面加速度。
系数:地面加速度的调整系
数。
到达时间:地面加速度开
始作用于结构上的时间。 注: 在"到达时间"之前的时间, 地面加速度的数据为零,对 结构不发生作用。定义到达 时间的目的是反映几个时程 荷载作用在同一结构上,且 各荷载发生作用的时间不同 时的结构反应。
后处理------时称分析图形
菜单选项 结果 > 时程分析结果 > 时程分析图形
可以查看各节点位移及各单元的内力及应力情况
定义函数:位移(或梁单元内力)
添加新函数 名称:D1 节点号:在模型窗口选择某一节点 结果类型:位移 参考点:地面 输出分量:DX 时程分析荷载工况:SC1 包括振型号:全部
后处理------层数据图形
菜单选项 结果>结果表格>层>层剪力(时程分析)
后处理------任意时刻位移、速度、加速度
菜单选项
荷载工况:SC1 步骤:11.4(可以任选某一时刻) 时间函数:Elcent-h 位移:任选一方向位移
结果 > 时程分析结果 > 位移/速度/加速度
可以查看在地震波作用下,各个时刻各节点的位移情况
若选择动画,可以以动画形式显示各时刻各节点的位移情 况
菜单选项 结果 > 时程分析结果 > 层数据图形
进行时程分析后生成各层的数据图形,包括层剪力(按步骤(by step)查看和按最大值 查看)、层倾覆弯矩、层剪力/底部剪力系数。
方向:X轴方向
层:选某一层(或全选) 时程ห้องสมุดไป่ตู้况:SC1
谢谢
操作步骤
---定义时程荷载函数
---定义时称荷载工况
---定义地面加速度 ---定义时程分析结果层反应 ---定义质量数据
---定义特征值分析控制(自振分析)
---查看整理分析结果
定义时程荷载函数----------定义地震波
菜单选项 荷载>时程分析数据>时程荷载函数
程序自带30多条地震波,如下图
MIDAS/Gen 培训资料
模型基本情况
弹性时程分析
抗规5.1条要求:
弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得结构底部剪 力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65% ,多条 时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振 型分解反应谱法计算结果的80%。
分析目的
---弹性时称分析结构位移角 ---弹性时称分析结构剪重比 ---层位移、层剪力 ---任意时刻节点位移、速度、加速度, 及构件内力 ---时称分析图形
8度
70(110) 400(510)
9度
140 620
注:括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
对地震波 进行调整
定义时称荷载工况
菜单选项 荷载>时程分析数据>时程荷载函数
选择线性方法 分析时间:时程分析的 总的时间长度 高规3.3.5规定如下:
地震波的持续时间不宜小于 建筑结构基本自振周期的 3~4倍,也不宜少于12s, 地震波的时间间距可取0.01 s或0.02s
水平地面加速 度的角度:
水平地面加速度 作用方向与整体 坐标系X轴的夹角。
定义时程分析结果层反应
菜单选项 模型 > 建筑物数据 > 控制数据...
定义层结果计算方法:
勾选时称分析结果的层反应, 层平均,否则后处理层位移 结果中均为0。
定义质量数据
1.将结构自重转换质量 菜单选项 模型 > 结构类型
2.将荷载转换质量
菜单选项 模型 > 质量 > 将荷载转换成质量...
定义特征值分析控制
菜单选项 分析>特征值分析控制
定义取的振型数量
后处理------层间位移
菜单选项 结果>分析结果表格>层>层间位移(时程分析)
后处理------层位移
菜单选项 结果 > 分析结果表格 > 层 > 层位移
后处理------层剪力
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