《时程分析方法》PPT课件
《时间分析》课件
时间分析的实践
1
实践技巧和方法
分享一些时间分析的实践技巧和方法，帮助个人更好地管理时间，并提高效率和生产力。
2
个人生活的推动作用
探讨时间分析对个人生活的积极作用，如提高时间利用效率和改善个人生活质量。
3
团队、公司的管理作用
讨论时间分析在团队和公司管理中的应用，如优化工作流程和提高团队协作效果。
总结展望
2 经验分享
听众分享自己在实践时间 分析中的经源自和心得，共 同探讨时间分析的更多应 用。
3 互动交流
与听众互动交流，共同探 讨时间分析的各种问题和 挑战。
应用
时间分析在各个领域都有广 泛的应用，包括项目管理、 个人时间管理和团队协作等。
时间分析方法论
1 分类
时间分析可以分为定性分析和定量分析两种 方法，具体根据需求和目标进行选择。
2 基本方法
常用的时间分析方法包括时间记录、时间矩 阵、时间日志等，每种方法都有其适用的场 景和技巧。
3 实践案例分享
分享一些时间分析的成功案例，包括提高个 人效率、优化团队协作等方面的实践。
《时间分析》PPT课件
提供实用的时间分析技巧和方法，帮助个人和团队优化时间利用，提高效率 和生产力。
介绍时间分析的概念
定义
时间分析是一种系统性的方 法，用于评估和优化时间的 使用方式，以实现更高效的 工作和生活。
意义
时间分析可以帮助我们了解 时间的流逝和利用情况，从 而更好地规划和管理我们的 生活和工作。
未来发展趋势
展望时间分析的未来发展趋 势，如更智能化的时间分析 工具和个性化的时间管理策 略。
应用前景
探讨时间分析在未来的应用 前景，如在科学研究、人工 智能等领域的应用。
时程分析法 newmark-b
x(0.4) 0.3349 0.0722 0.2627
x(0.4) 0.0791
x(0.4)
0.2627
x(0.4) 0.4988
fs 0.4 3
质量，刚度和阻尼矩阵以及 阻尼力和恢复力 3.计算初始加速度 4.确定等效刚度K*和等效荷载 矩阵P*
ct
dfD dx
t
fs (t) fs (t t) fs (t)
[K (t)]x(t)
k
t
dfs dx
t
fD
fD (t t)
fD (t)
斜率c(t )
x
f D
dfD x dx
x(t)
x(t) x(t t)
f s 斜率k(t)
fs (t t)
fs (t)
x fs
dfs x dx
ti
x ti
t
x ti
2
t 2
xi
6
t
2
速度增量为：
x i
x ti
t x ti
x ti
t
x i 2
t
在分析中，将x作为基本变量，由式(7)得
（7） （8）
x i
6
t 2
x i
6 t
x ti
3x ti
将(9)式代入(8)得
x i
3 t
x i
3x ti
t 2
x ti
将(9)和(10)代入增量方程(3)解得位移增量xi
令 x t x t t x t x t x t t x t
{x t } {x(t t)}{x(t)} P(t) P(t t) P(t)
fI (t) fI (t t) fI (t) [M ]x(t t) x(t) [M ]x(t)
1-时程分析法
4.2.3
地震响应谱
(Sa) 1 加 速 度 响 应 最 大 响 应 加 速 度
h0 h1 h2
(Sa) 2
(Sa) 1 (Sa) 2 (Sa) 3
(Sa) 3 时间
T1
T2 周期 (sec)
T3
响应 T1 ,h1 地震动入力 时 间 t . . 加速度 y(t) T2 ,h1 T3 ,h1
y y t y t
0 t
2
y 2 x x t x y t
0 t
y 2 x x t x y t
A11 e sin d t cos d t d t 1 A12 e sin d t
t
d
2 A21 e t sin d t d
A22 e
t
sin d t cos d t d
2
0 t
一般解=通解+特解
x xc x p
xc et E cos d F sin d 2 y y xp 2 3 2 t t t y
一般解为
d 1 2
x xc x p
（4）
y Ed cos d Fd sin d 2 t
E和F为积分常数。初始条件为
（5）
0; x xt ; x xt
将初始条件代入式（4）和（5），得
2 y xt E 2 3 t t y y xt F d A 2 t
时程分析法 newmark-b
ti
&x&ti
2
t
ti 2
&x&
i
6t
t ti 3
（6）
ti t 时刻的速度向量为：
x&ti
t
x&ti
&x&ti
t
&x& i 2t
t
2
速度增量为：
x&i
x&ti
t x&ti
&x&ti
t
&x& i 2
t
（8）
位移增量为：
x i
x ti
t
x
ti
x&ti
t
&x&ti
2
t 2
&x&i
6
t
3&x&ti
从而可以得出ti t 时刻的位移，速度和加速度向量
x
ti
t
x
ti
x i
x&ti
t
x&ti
x&i
3 t
x&i
2x&ti
t 2
&x&ti
&x&ti t M 1 P ti t fD ti t fs ti t
（11）
fI (t) fD (t) fs (t) P(t)
d
t
ti &x&ti
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
t
ti
&x&i
t
ti
d
x&
t ti
&x&ti
时程分析方法
时间尺度
时间尺度是指描述时间变化所使用的度量单位，如秒、分、小时、天、月、年等。
在时程分析中，选择合适的时间尺度对于模拟和分析结果的准确性和可靠性至关重 要。
根据研究对象的特性和需求，选择合适的时间尺度可以更好地反映系统的动态特性 和变化规律。
时间权重
1
时间权重是指在进行时程分析时，对不同时间点 的数据赋予不同的权重，以反映其在整个时间序 列中的重要程度。
发展历程
时程分析方法自20世纪70年代提出以来，经过不断改进和完善，已经成为一种相对成熟的结构地震 响应分析方法。
现状
随着计算机技术的不断发展，时程分析方法的计算效率和精度得到了显著提高，广泛应用于各类工程 结构的抗震设计和评估中。同时，该方法也在不断发展和完善，以适应更复杂和多变的工程需求。
CHAPTER 02
精度。
案例二：物流需求预测
总结词
基于回归分析的物流需求预测模型
详细描述
该案例使用时程分析方法，通过分析历史物流需求数 据，建立回归分析模型，预测未来物流需求的变化趋 势。该模型考虑了多种影响因素，如经济增长、贸易 活动等，以更准确地预测物流需求。
案例三：城市交通流量预测
总结词
基于神经网络的城市交通流量预测模型
特点
考虑了地震动的不确定性，能够模拟 地震动的时变特性、空间变化特性以 及随机性，提供更精确的结构地震响 应评估。
适用范围与限制
适用范围
适用于各种类型的结构体系，包括单 层和多层结构、线性与非线性体系等。
限制
由于时程分析需要大量的计算资源， 对于大型复杂结构的分析可能存在计 算效率问题。
发展历程与现状
模型验证与优化
验证模型
使用独立的数据集对建立的模型进行验 证，评估模型的预测能力和拟合度。
7.时程分析G
7、动力时程分析7.1结构的弹性动力时称分析（图01 ）图01主界面图1 主菜单表5.1.2.1 采用时程分析法的房屋高度范围度、烈度、场地类别房屋高度范围8度Ⅰ、Ⅱ类和>1007`度8度Ⅲ、Ⅳ类>809度>601.1 结构的弹性动力时程分析（图1.1）：位置：主菜单\结构的弹性动力时称分析图1 地震波选择操作说明及规范链接：○〈选择地震波〉：选用不少于二组的实际强震记录，一组人工模拟的加速度时程曲线。
见〈建筑抗震设计规范〉[GB50011-2001]第5.1.2条。
○〈地震波信息〉：纵坐标示〈加速度〉，横坐标示记录时间。
○〈峰值加速度值〉：最大值见〈建筑抗震设计规范〉[GB50011-2001]5.1.2条表5.1.2.-2 时程曲线最大值地震影响6度7度8度9度多遇地震18 35(55) 70(110) 140罕遇地震220(310) 4000(510) 620○方向：计算单向地震时，主分量峰值加速度赋正确值，其它赋0；计算双向地震时，主、次分量峰值加速度赋正确值，其它赋0；○楼层剪力、楼层弯矩不分塔统计：应勾选。
1.2分析参数（图1.2）：位置：主菜单\分析参数图1.2 弹性动力时程分析参数操作说明及规范链接：○〈地震波主方向与X轴夹角〉：可用90。
○〈主分量峰值加速度〉：○〈次分量峰值加速度〉：○〈垂直分量峰值加速度〉：计算单向地震时，主分量峰值加速度赋正确值，其它赋0；计算双向地震时，主、次分量峰值加速度赋正确值，其它赋0；○〈结构阻尼比〉：钢筋混凝土结构：0.05；小于12层纲结构：0.03；大于12层纲结构：0.035。
○〈第一条地震波放大系数〉：可不放大。
○〈第二条地震波放大系数〉：可不放大。
○〈第三条地震波放大系数〉：可不放大。
2.1、时程分析结果图形显示（图2.1）：位置：主菜单\时程分析结果图形显示图2.1.位置菜单2.1.1动力时程分析结果（WDYNA.OUT1）：位置：位置菜单\动力时程分析结果WDYNA.OUTWDYNA.OUT动力时程分析结果2.1.2 最大楼层位移曲线（图2.1.2）：位置：位置菜单\最大楼层位移曲线图2.1.2最大楼层位移曲线2.1.3 最大层间位移角曲线（图2.1.3）：位置：位置菜单\最大层间位移角曲线图2.1.3最大层间位移角曲线2.1.4 最大楼层剪力曲线（图2.1.4）：位置：位置菜单\最大楼层剪力曲线图2.1.4最大楼层剪力曲线2.1.5 最大楼层弯矩曲线（图2.1.5）：位置：位置菜单\最大楼层弯矩曲线图2.1.5最大楼层弯矩曲线7.2EPDA/PUSH（图02 ）图02主界面采用弹塑性静、动力分析范围1、甲类建筑及9度区的乙类建筑；2、7-9度区楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构；3、高度大于150m的钢结构；4、采用隔震和消能减震设计的结构；5、9度及8度Ⅲ、Ⅳ类高大厂房的排架见〈建筑抗震设计规范〉[GB50011-2001]5.5.2条1、生成弹塑性静、动力分析数据（图1）：位置：主界面\生成弹塑静、动力分析数据图1位置菜单1.1、接力SATWE或PMSAP生成三维弹塑性模型（图1.1.A-C）：位置：位置菜单\接力SATWE或PMSAP生成三维弹塑性模型图1.1.A图1.1.B图1.1.C操作说明：○由图A选择单项。
《弹性动力时程分析》课件
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
时程分析法介绍
时程分析法时程分析法又称直接动力法，在数学上又称步步积分法。
顾名思义，是由初始状态开始一步一步积分直到地震作用终了，求出结构在地震作用下从静止到振动以至到达最终状态的全过程。
它与底部剪力法和振型分解反应谱法的最大差别是能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应(内力和变形)。
当用此法进行计算时，系将地震波作为输入。
一般而言地震波的峰值应反映建筑物所在地区的烈度，而其频谱组成反映场地的卓越周期和动力特性。
当地震波的作用较为强烈以至结构某些部位强度达到屈服进入塑性时，时程分析法通过构件刚度的变化可求出弹塑性阶段的结构内力与变形。
这时结构薄弱层间位移可能达到最大值，从而造成结构的破坏，直至倒塌。
作为高层建筑和重要结构抗震设计的一种补充计算，采用时程分析法的主要目的在于检验规范反应谱法的计算结果、弥补反应谱法的不足和进行反应谱法无法做到的结构非弹性地震反应分析。
时程分析法的主要功能有：1)校正由于采用反应谱法振型分解和组合求解结构内力和位移时的误差。
特别是对于周期长达几秒以上的高层建筑，由于设计反应谱在长周期段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足产生的误差。
2)可以计算结构在非弹性阶段的地震反应，对结构进行大震作用下的变形验算，从而确定结构的薄弱层和薄弱部位，以便采取适当的构造措施。
3)可以计算结构和各结构构件在地展作用下每个时刻的地震反应(内力和变形)，提供按内力包络值配筋和按地震作用过程每个时刻的内力配筋最大值进行配筋这两种方式。
总的来说，时程分析法具有许多优点，它的计算结果能更真实地反映结构的地震反应，从而能更精确细致地暴露结构的薄弱部位。
时程分析法有关的几个问题：1、恢复力特性曲线；恢复力特性曲线应用于计算必须模型化，常用的有双线型模型与退化三线型模型；退化三线型模型（附图）能较好地反映以弯曲破坏为主的钢筋混凝土构件的的特性，所以适用于此类构件计算。
2、结构计算模型及分析方法；3、地震波的选用；4、时程分析计算结果的处理。
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个结构的竖向承重构件成一根竖向杆。用结构每层的侧移刚 度代表竖向杆刚度，形成一底部嵌固的串联质点系模型即称 为层模型。层模型取层为基本计算单元。采用层恢复力模型 以表征地震过程中层刚度随层剪力的变化关系。
层模型的基本假定：（1）建筑各层楼板在其自身平面内 刚度无穷大，水平地震作用下同层各竖向构件侧向位移相同； （2）建筑刚度中心与其质量中心重合，水平地震作用下无绕可分为三类．即剪
切型、弯曲型与剪弯型，如图所示，若结构侧向变形主要为
层间剪切变形（如强梁弱柱型框架等)，则为剪切型，若结构
侧向变形以弯曲变形为主（加剪力墙结构等），则为弯曲型；
若结构侧向变形为剪切变形与弯曲变形综合而成（如框剪结
构、强柱弱梁框架等），则为剪弯型。
精选ppt
数量、频谱、强度、持时全方位考虑！
输入地震动分为三种类型：1)拟建场地的实际强震记录；2) 典型的强震记录；3)人工模拟地震波。
输人的地震波，应优先选取与建筑所在场地的地震地质 环境相近似场地上所取得的实际强震记录(加速度时程曲线)。 所选用的强震记录的卓越周期应接近于建筑所在场地的自振 周期，其峰值加速度宜大于100gal。此外，波的性质还应与建 筑场地所需考虑的震中距相对应。－《美国规范》规定
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4
输入地震动选择
• 《2008桥梁抗震规范》：时程分析的最 终结果，当采用3组时程波计算时，应取 3组计算结果的最大值;当采用7组时程波 计算时，可取7组 计算结果的平均值。在 E1地震作用下，线性时程的计算结果不 应小于反应谱计算结果的80%。
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5
输入地震动的选择
最好的办法是？
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7
结构时程分析的计算模型
结构分析时均要根据结构形式、构造、 受力特点、计算机容量、要求的精度等各 种因素，选择既能较真实地描述结构中力 －变形性质，又能使用简便的力学计算模 型。
这里将介绍最常用的层模型、杆模型以 及有限元模型。
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8
层模型
视结构为悬臂杆。将结构质量集中于各楼层处，合并整
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11
杆系模型
杆系模型采用杆件恢复力模型以表征地震过程中 杆单元刚度随内力的变化关系，可方便考虑弹塑性阶 段杆单元刚度沿杆长的变化。
根据建立单元刚度矩阵时是否考虑杆单元刚度沿 杆长的变化，已提出了两类杆单元刚度计算模型：集 中刚度模型、分布刚度模型。集中刚度模型将杆件塑 性变形集中于杆端一点处来建立单元刚度矩阵，不考 虑弹塑性阶段杆单元刚度沿杆长的变化。分布刚度模 型则考虑弹塑性阶段杆单元刚度沿杆长的变化，按变 刚度杆建立弹塑性阶段杆单元刚度矩阵。
3
输入地震动的选择
《规范规定》：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 时程的最大值可按规范给出的相应值，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%。
精选ppt
12
有限元模型
将建筑结构离散为层间模型或杆系模型，当然可以看成是 有限元模型。由于这两种模型都使用了楼盖平面内刚度无限大 的假定，楼层基本自由度数目大大减小，使问题得以简化，有 利于提高计算效率。
但是，对弹性楼板问题、多塔楼问题、柔性楼盖问题，不 能继续沿用这一假定。使用杆元、板(壳)元、体元、索元、接 触单元等建立的结构计算模型，适合于更为复杂的结构构造， 这种模型叫做有限元模型。因为单元划分尺度可以根据结构受 力工作状态确定，这种模型适合于复杂的结构情况，对一维、 二维和三维问题都是有效的。
时程分析方法
精选ppt
1
时程分析法概念
时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐 步积分求解的一种动力分析方法。由时程分析可得到各质 点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，并进而可 计算出构件内力的时程变化关系。由于此法是对运动方程 直接求解，又称直接动力分析法。
直接动力分析包括确定性动力分析与非确定性动力分 析两大类，即确定性动力分析中的时程分析法与非确定性 分析的随机振动分析法，这里主要介绍时程分析法。
为减小自由度，提高计算速度，也可以在局部(如转换层部 位、结构构造复杂部位)使用划分较细的有限元，在一般部位使 用杆系模型，比如使用楼盖分块刚度无限大的假定建立的模型。
《抗震规范》规定，重要的工程结构，例如：大跨桥 梁，特别不规则建筑、甲类建筑，高度超出规定范围的高 层建筑应采用时程分析法进行补充计算。
精选ppt
2
结构弹塑性时程分析方法的步骤
（1）按照建筑场址的场地条件、设防烈度、震中 距远近等因素，选取若干条具有不同特性的典型强 震加速度时程曲线，作为设计用的地震波输入；
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6
输入地震动的选择
地震动输入对结构的地震反应影响非常大。目前的现状是， 输入地震动的选择大多选择为数不多的几条典型记录（如： 1940年的El Centro（NS）记录或1952年的Taft记录），国内外 进行结构时程分析时所经常采用的几条实际强震记录主要有适 用 于 I 类场地 的 滦河波 、 适用于 II 、 III类 场 地的 El-Centrol 波 (1940，N-S)和Taft波（1952，E-w）、适用于IV类场地的宁河波 等。
（2）根据结构体系的力学特性、地震反应内容要 求以及计算机存储量，建立合理的结构振动模型；
（3）根据结构材料特性、构件类型和受力状态， 选择恰当的构件恢复力模型，并确定相应线段的刚 度数值；
（4）建立结构在地震作用下的振动微分方程：
（5）采用逐步积分法求解振动方程．求得结构地 震反应的全过程。
精选ppt
9
层模型
利用层模型则可确定结构的层间剪力与层间侧移。工程
实践中，层模型主要被用于检验结构在罕遇地震作用下的薄弱
层位置及层间侧移是否超过允许值，并校核层剪力是否超过结
构的层极限承载力。精选ppt
10
杆系模型
视结构为杆件体系。取梁、柱等杆件为基本计 算单元。将结构质量集中于各结点．即构成杆系模 型，如下图所示。