上海证大喜玛拉雅中罕遇地震弹塑性时程分析...剖析
立面开大洞的框—筒结构在罕遇地震作用下的弹塑性分析
立面开大洞的框—筒结构在罕遇地震作用下的弹塑性分析李亚娥;徐忠浩;田孟鲁;张兆瑾【摘要】用ANSYS分析软件建立有限元模型,对平面不规则、立面开大洞结构进行弹塑性时程分析.得到在动力荷载下结构周期比T3/T1＜0.85,层间位移角＜1/100,分别满足规范要求,洞口楼层梁柱节点处受力复杂,裂缝由上而下开展,最终裂缝贯通,并对结构中需要加强措施的有关部位提出了建议.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2013(025)003【总页数】4页(P93-96)【关键词】复杂高层;抗震性能;弹塑性时程分析;有限元分析【作者】李亚娥;徐忠浩;田孟鲁;张兆瑾【作者单位】兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TU973+.31近年来高层建筑功能的多样化使得结构局部或整体呈现出复杂性，结构按复杂元素种类可分为带转换层结构、连体结构、竖筒挑托结构及带加强层结构等[1］.根据文献[2］，从结构角度上看，立面开大洞结构属于平面不规则的楼板局部不连续，且竖向不规则的结构[3］.对立面开大洞超限高层结构抗震性能进行研究，使之更好地应用于实际工程.1 分析模型的建立1.1 算例及荷载工况以某钢筋混凝土框—筒结构为例，该框—筒结构抗震设防烈度为8度，场地类别为Ⅱ类，设计分组为第Ⅲ组.框—筒结构9跨24层，每层层高4m，总高96m，柱距6m，由文献[2］，框架抗震等级一级，筒体抗震等级一级.结构平面布置如图1所示.图1 结构平面布置1.2 模型参数算例1：框架梁截面为300mm×600mm，8层以下柱截面为1 000mm×1000mm，8～16层柱截面为900mm×900mm，16层以上柱截面为800mm×800mm.楼板厚度为120mm，筒体厚度为400mm.如图2（a）所示.算例2：16～24层立面开有洞口，洞口上部梁截面为300mm×1 500mm，其余工况同算例1.如图2（b）所示.图2 结构立面布置算例3：9～16层立面开有洞口，洞口上部转换梁截面为600mm×1 500mm，转换梁以上柱截面为550mm×550mm，其余工况同算例1.如图2（c）.算例4：1～8层立面开有洞口，洞口上部梁截面为600mm×1 500mm，转换梁以上柱截面为550mm×550mm.其余工况同算例1.如图2（d）.单元类型及实常数设置：运用大型有限元程序ANSYS分别分析梁柱、楼板.其中，梁柱采用BEAM188单元，楼板采用SHELL63单元，采用集中质量矩阵，在梁柱节点处附加MASS21单元的集中质量.根据建筑抗震设计规范，恒荷载组合之系数为1，活荷载组合值系数为0.5，将隔墙、恒活荷载转化为集中质量施加于梁柱节点处.2 结构的动力分析2.1 阻尼比在罕遇地震作用下，结构梁柱发生弹塑性变形，结构自振周期及阻尼增大，该框－筒结构采用Rayleigh阻尼比，即其中：[M］为质量矩阵；[K］为刚度矩阵.其中分别为第j、j＋1阶振型的阻尼比；ωj、分别为第f1、j＋1阶振型的频率.对于钢筋混凝土结构取2.2 结构的自振周期根据文献[4］经验公式，所得周期为1.2～2.4s.经过结构的模态分析所得周期如表1所列.表1 结构自振周期 s序号算例1 算例2 算例3 算例4 1 2.601 2.3912.604 2.644 2 2.408 2.265 2.425 2.425 3 1.689 1.653 1.674 1.684 4 0.629 0.613 0.596 0.619 5 0.609 0.605 0.575 0.600 6 0.4920.486 0.491 0.485 7 0.274 0.264 0.314 0.340 8 0.269 0.261 0.271 0.261 9 0.238 0.236 0.265 0.256由表1可知，该框—筒结构为侧向刚度不均匀、楼板不连续的复杂高层结构，第一平动周期与规范经验公式有一定出入.根据文献[5］，结构扭转为主的第三自振周期T3与平动为主的第一自振周期T1之比不应＞0.85.以上算例扭转周期与平动周期之比分别为0.649，0.692，0.643，0.637，均符合规范要求.X 方向第一平动周期算例4最大，Y方向第二平动周期算例3与算例4基本一致.3 罕遇地震下时程分析以上结构处于8度抗震设防地区，结构时程分析所采用的地震加速度时程分析应符合规范要求，持续时间一般不小于结构自振周期的5倍，以EL－centro波罕遇地震作用为例，持续时间12s.3.1 层间位移分析根据文献[2］的5.1.2条，进行罕遇地震下的弹塑性分析时，地震峰值加速度为400cm／m2，次峰值分量与竖向峰值分量分别为主峰值分量的0.85倍和0.65倍.因为结构各楼层的最大位移并不是发生在同一时刻，不能以各节点的最大位移来计算层间位移，故先找出所有节点位移中最大值发生的时刻，取在此时刻荷载作用下产生的节点位移[6］.所得层间位移如图3所示.根据文献[5］，层间弹塑性位移角限值为1／100，以上各楼层弹塑性位移角满足规范要求，上部开洞结构Y方向最大层间位移明显小于其他部位开洞结构，未开洞结构与底部开洞结构层间最大位移基本一致.筒体抗侧刚度较大，洞口处减小抗侧构件为框架柱，对结构整体刚度影响较小，而洞口处质量减小相对较大.3.2 底层柱轴力影响图4为该结构底层框架柱最大轴力示意图，纵坐标为最大轴力，横坐标为各框架柱距对称轴Y轴的距离，由图4可见算例1、算例2底层柱在距离对称轴15m处轴力最大，算例3、算例4由于开洞两侧框架柱有转换梁支承，距离Y方向对称轴9m处框架柱轴力最大，因在罕遇地震下各框架柱轴压比较大，易发生脆性破坏，故应采取沿柱全高采用井字复合箍，箍筋间距≤100mm，肢距离≤200mm等构造措施[2］.3.3 洞口周边受力分析算例4转换梁下部柱轴力最大，其轴压比为0.95，在罕遇地震作用下易产生脆性破坏.算例4转换梁弯矩为10 190kN·m，剪力为4 078kN，大于其余各算例.见表2.表2 洞口上部梁（转换梁）及上下层构件内力算例位置弯矩／（kN·m）轴力／kN剪力／kN算例2 洞口上部梁3 034 426.1 517.2转换梁上层柱－－－转换梁下层柱 2 677 844.3 1 220算例3 转换梁 7 799 1 002 2 680转换梁上层柱 2 928 8 108 1 649转换梁下层柱 4 272 11 230 1 895算例4 转换梁 10 190 1 001 4 078转换梁上层柱 4 278 17 500 2 139转换梁下层柱5 568 22 140 2 184洞口周边受力复杂，采用实体建模，采用整体式模型.混凝土材料用SOLID65单元来模拟，钢筋的作用利用SOLID65单元自带弥散式钢筋模型模拟[7］.在求解时将“时间”终点定为10.混凝土本构关系的模型对钢筋混凝土结构的非线性分析有重大影响[8］.清华大学过镇海等[9］建议的本构关系方程考虑的影响因素更加全面，故采用此本构方程. 当x≤1时，当x＞1时，不同时刻洞口处裂缝分布见图5.在t＝1时，转换梁所在楼层及其以下两层的框架梁首先出现开裂单元，如图5（a）.继续加载，在t＝3时，裂缝继续开展，直至转换梁以下5层框架梁出现开裂单元，如图5（b）.继续加载，在t＝8时开裂单元分布的范围继续扩大，在裂缝开展至转换梁以下第7层，转换梁两侧框架梁与框架柱相交的部位也出现了开裂单元，如图5（c）.加载终点，即t＝10时，洞口两侧柱的侧面也出现大量的开裂单元，如图5（d）.整个加载过程中，转换梁没有出现开裂单元.图5 不同时刻洞口处裂缝分布结构的第一主应力分布云图如图6所示.变化范围为－16.789～7.279MPa，最大主拉应力在梁与柱的交接部位，超过了混凝土的抗拉强度（2.64MPa），与图5框架梁自上而下的裂缝开裂顺序相符.图6 梁柱节点处应力分布4 结论针对平面不规则、立面不规则的复杂高层结构建立了三维有限元模型，进行了结构的动力特性等弹性计算，分别对各算例进行了时程分析法.（1）洞口削弱了局部楼层刚度，以上算例中的T3／T1均＜0.85，但立面洞口在底部时第一平动周期大于其他算例，说明由于洞口的影响，底部抗侧刚度对平动周期的影响小于顶部抗侧构件刚度对平动周期的影响.（2）洞口处楼层刚度不连续，应采取相应的构造措施以增大洞口处楼层的刚度. （3）转换梁与其上下楼层框架柱内力较大，当洞口在底部时内力最大，对结构的抗震性能不利.转换梁下部框架柱在罕遇地震下轴压比较大，应采取相应措施. （4）在罕遇地震作用下，竖向受力构件出现裂缝，特别是梁柱节点处，在整体模型尚无法考虑结构刚度退化，应采取其他方法进行补充设计.（5）洞口周边处受力复杂，裂缝由上层向下层开展，框架梁上部首先出现裂缝，随荷载增大洞口周边框架梁下部产生裂缝，最终上下部裂缝贯通，应在洞口梁柱节点处加强构造措施.【相关文献】[1]徐培福，傅学怡，王翠坤.复杂高层建筑结构设计[M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.[2]GB 50011－2010，建筑抗震设计规范[S］.[3]周颖，吕西林.立面开大洞复杂高层结构的整体抗震性能评价[J］.地震工程与工程振动，2008，28（1）：56－63.[4]GB50009－2001，建筑结构荷载规范 [S］.[5]J 186－2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S］.[6]徐稼轩，郑铁生.结构动力分析的数值方法[M］.西安：陕西科学技术出版社，1994.[7]赵国藩.高等钢筋混凝土结构学[M］.北京：中国电力出版社，1999.[8]江见鲸.钢筋混凝土结构非线性有限元分析[M］.西安：陕西科学技术出版社，1994.[9]GB50010－2010，混凝土结构设计规范[S］.。
罕遇地震下半圆形大底盘双塔楼动力弹塑性时程分析
楼为 办公 楼 ， ２ 层 （ 一二 十九层 ）平面呈 扇形 ， 共 ４ 六 ， 首层 为设备 层 ， 层 高为 ２ ｍ， 为核 心筒体构成 的电梯设 备间 ， ． 顶层 ２ 层高 为 ３５ 其余层 高 ． ｍ， 均为 ３ ｍ； 号塔 楼为酒 店 ， ２ （ ～二 十七层 ）平 面也呈 扇形 ， ． ２ ５ 共 ２层 六 ，
层高 同 １ 号塔 ， 塔楼 的标 准层平面 布置 如图 ２ 所示 。 结构沿径 向从 内向 外 的柱间距 为 ７５ ６ ｍ ７０ ． ｍ、． 、． ６ ｍ。此 半圆形大底 盘双塔楼 结构属 于丙类 建筑 ， 建筑 场地级 别为 Ⅲ类 ， 计地 震分组 为第一 组 ， 设 抗震设 防烈度为 ７５ （ ． ｇ 。 ． 度 Ｏ１ ） ５
科技信息．
高校理科研 究
兰州交通大学土木工程学院 李 伟 赵建昌
［ 摘 要 ］ 文简要介绍 了动 力弹塑性 时程 分析 的基本原理 ， 本 并针 对一半 圆形大底盘 双塔楼 进行 了罕遇 地震下动 力弹塑性时程分析 评估此 结构在 罕遏地震作 用下的抗震性能 ， 对其抗震设 计提 出建议 。 ［ 关键 词 ］ 圆形大底盘双塔楼 动力弹塑性 时程分析 Ｅ Ｄ 半 Ｐ Ａ 罕遇 地震
【） ）（ —— 分别为振 动体系 中各 质点 的水平 位移 、速度和加 ｕ、 、 ｝
速度 向量 ：
弹塑性墙单元来模拟剪力墙。钢筋本构关系采用双线性模型其初始弹
性 模量 为 ２ ５ ８ＮＩ， 性刚 度为初 始 刚度 的 １ ０ ； ． １ ｋ ，２塑 ０ｘ０ ｎ Ｉ ０ 混凝 ±采用 １ 三线 性本 构关 系模 型 泊松 比为 ０ 。结 构 振 动方 程 中 的阻尼 为 瑞利 ． ２ ａ１ 阻尼 ， 构阻尼 比为 ０ ５ ｙｉ ｅ 结 ．。 ０
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。
《弹塑性时程分析法》PPT课件
(U i1
U8 )
（4.1.13）
需要指出，式（4.1.8）～式（4.1.13）中，U3 、P(U3) 、U 4 、U7 、P(U7 )
和U8 分别表示与点 3、4、7、8 对应的恢复力与变形的绝对值。
§4 弹塑性时程分析法
4.1.1.3 曲线型模型
钢筋混凝土结构典型的曲线型模型有谷资信提出的标准特征滞 回曲线（Normalized Characteristic Loop, NCL）模型。NCL模型由骨 架曲线和标准滞回曲线组成。
§4 弹塑性时程分析法
多自由度体系在地震作用下的运动方程为 Mx(t) Cx (t) Kx(t) MIxg (t)
式中，M、C 和 K 分别为结构体系的质量、阻尼和刚度矩阵； x(t) 、 x (t) 和
x(t) 分别为体系的加速度、速度和位移向量。 对刚度矩阵 K 的讨论:
(1) 在弹性阶段,K 是定值,不随变形而变化. (2) 在弹塑性阶段,K 值随结构变形状态不同而改变。 (3) 由于地震下结构变形为一个循环往复的过程，因此 K 值随着变形也是
初始条件为 U i U y ， P(U i ) Py
刚度降低系数为
k2 k1
1
故 P(Ui1) Py k1(Ui1 U y ) （4.1.3）
（3）正向硬化阶段卸载（23 段）
此阶段有U 0 ，U U 2
初始条件为U i U 2 ， P(U i ) P(U 2 ) 刚度降低系数为 1
§4 弹塑性时程分析法
4.2.1 层模型
层模型以一个楼层为基本单元，用每层 的刚度（层刚度）表示结构的刚度。层模型假定 建筑各层楼板在其自身平面内刚度无穷大，因此 可将整个结构合并为一根竖杆，并将全部建筑质 量就近分别集中于各楼层楼盖处作为一个质点， 考虑两个方向的水平振动，从而形成“串联质点 系”振动模型，如图4.2.1（a）所示。对质量与 刚度明显不对称、不均匀的结构，应考虑双向水 平振动和楼盖扭转的影响，此时采用“串联刚片 系”振动模型考虑转动惯量I对振动的影响，如 图4.2.1（b）所示。层模型一般把位移参考点设 在每层的质心，其本构关系是层总体位移与层总 体内力之间的关系，可以采用静力弹塑性分析法 确定结构层刚度及其恢复力模型，此时一般应考 虑各类杆件的弯曲、剪切和轴向变形。层模型的 优点是简单、计算量较小；缺点是模型比较粗糙， 不能描述结构各构件的弹塑性变形过程，不能完 全满足结构抗震设计的要求。
弹塑性时程分析综述
弹塑性时程分析在工程结构中的研究进展及应用摘要：弹塑性时程分析是现有能够比较真实反映结构在动力荷载下受力全过程的一种方法，本文在了解弹塑性时程分析原理的基础上，总结了其近年来最新的研究进展，全面了解了弹塑性时程分析的关键步骤，以及还需要进一步研究的问题。
文章的最后给出了弹塑性时程分析的几个应用实例。
关键字：本构关系 P-Δ效应逐步积分纤维模型空间模型实时阻尼0 引言目前我国进行抗震设计的基本目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，另外，也可根据不同建筑的安全需求与经济方面的许可程度，按照性能化目标的思想，抗震设计目标可在基本目标下进一步细化与提高。
一般来说，在安全与经济双重目标要求下，结构在小震状态下，基本上处于弹性状态，变形也较小，此时采用线弹性方法分析内力与变形是可行的。
结构在中震状态下，少部分构件已进入塑性状态且变形加大。
此时，若仍然采用线弹性方法来分析，则存在较大误差。
结构在大震状态下，部分构件已进入塑性状态，并产生大变形，其P-△效应加剧，几何非线性程度加大，故计算分析不能采用线弹性方法，也不宜采用静力弹塑性方法，而应采用弹塑性动力时程分析方法。
所以说弹塑性动力时程分析方法是实现结构大震与中震下结构性能目标的基本分析方法。
1 弹塑性时程分析的基本原理结构分析的主要目标是获取结构的位移场、应变场及应力场，三者之问具有密切的关系，故仅需获得结构位移场即可。
通过离散化的方法，按粘性阻尼理论，可将结构的弹塑性动力学方程表达如下：Mu+Cu+Ku=F(t)式中：u为节点位移向量，结构连续体的位移场可通过节点位移向量求得；M为质量矩阵；C 为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；F为外力向量函数；t为时间变量。
由于在外力作用下，结构可能具有几何非线性与本构非线性(弹塑性本构是非线性本构中的一种)，结构的形态、刚度矩阵及阻尼矩阵不断变化，使得上述方程的求解非常复杂。
就刚度矩阵而言，它是由单元刚度矩阵K。
组装而成。
罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析方法简介
罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析方法简介发布时间：2021-09-08T00:53:25.212Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：宋徽[导读] 摘要：本文介绍罕遇地震（大震）作用下针对超限结构采取动力弹塑性分析的方法，主要包含显式求解方式，计算程序的选择，钢筋和混凝土损伤的材料本构、计算单元的确定以及结构大震性能的评估方法。
安徽省人防建筑设计研究院摘要：本文介绍罕遇地震（大震）作用下针对超限结构采取动力弹塑性分析的方法，主要包含显式求解方式，计算程序的选择，钢筋和混凝土损伤的材料本构、计算单元的确定以及结构大震性能的评估方法。
关键词：罕遇地震；动力弹塑性；结构性能评估1.弹塑性分析方法简介目前工程中常见的有静力弹塑性分析和动力弹塑性分析两种。
静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS，以下简称POA）方法也称为推覆法，它基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。
动力弹塑性分析方法是将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动时的加速度，然后求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，求解方程组的算法一般可以分为显式和隐式两类。
由于材料的失效和破坏常常导致隐式分析中出现严重的收敛困难，我们在分析中采用显式方法求解线性方程组。
根据已有的研究成果，对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2秒以内的结构，POA方法较为理想。
当较高振型为主要时，如高层建筑和具有局部薄弱部位的建筑，采用显式动力弹塑性分析方法较为适合[1]。
2.计算程序的选择目前能够进行动力弹塑性时程分析的大型商业通用有限元软件包括：ANSYS、ADINA、ABAQUS等[2]，这些软件功能强大，通用性好。
相对于其它软件，ABAQUS提供了丰富的单元类型和材料模型，如弥散钢筋单元和各种混凝土破坏模型等，而且具有强大的非线性求解能力，适合对复杂建筑结构进行动力弹塑性分析。
某高层建筑罕遇地震下的静力弹塑性分析
收稿日期： 2012-12-14 作者简介： 胡立黎（ 1981- ） ，男，博士，工程师；
骆贵波（ 1984- ） ，男，硕士，工程师
易建文（ 1980- ） ，男，工程师，国家一级注册结构师；
·28·
第 39 卷 第 5 期 2013 年2 月
山西建筑
竖向荷载作用在杆间。钢材采用双折线的弹塑性本构关系。梁、 柱支撑等一维构件采用纤维束模型来进行模拟。判断塑性铰按 程序内置的铰特性，铰截面刚度破坏程度指数应取为 0． 7 2013 年2 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 39 No． 5 Feb． 2013
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文章编号： 1009-6825（ 2013） 05-0027-03
某高层建筑罕遇地震下的静力弹塑性分析
胡立黎 易建文 骆贵波
（ 浙江杭萧钢构股份有限公司，浙江 杭州 310003）
塌验算结果如图 5 和图 6 所示。
地震作用方向 X向 Y向
弹塑性层间位移角 1 /194 1 /254
摘 要： 利用静力弹塑性分析方法，对某地 25 层酒店建筑进行罕遇地震分析，分析得到结构破坏模型，薄弱部分和弹塑性层间位
移角等参数。结果表明： 在罕遇地震作用下，此结构可满足抗震设防目标要求。
关键词： 地震反应，Push-over 法，抗震设计
中图分类号： TU973． 25
文献标识码： A
0 引言
析方法。中国、欧洲、日 本 和 美 国 等 国 家 都 将 其 作 为 有 效 的 抗 震 性能评价方法纳入规范［3］。
其基本思路：
依据实际情况施加水平力于结构，随着水平力增加使各构件
依次进入塑性。当个别构件进入塑性阶段后，整个结构的特性也
某超高层罕遇地震弹塑性分析
某超高层罕遇地震弹塑性分析【摘要】通过采用大型有限元通用软件对一栋高度约263m超B级高度的超限高层建筑进行了罕遇地震弹塑性时程分析,以了解结构在罕遇地震下的弹塑性行为及结构在罕遇地震下的整体控制指标，保证结构大震不倒。
本工程采用的框架核心筒结构形式具有较高的抗震承载力和延性,能够满足”大震不倒”的建筑抗震设防目标。
【关键词】时程分析，ABAQUS有限元通用软件，罕遇地震弹塑性分析【abstract 】this paper analyzes the use of a large finite element general software house about 263 m super high grade B high overrun highrise Abraham met earthquake the elastic-plastic time history, in order to understand the structure of the rarely met earthquake in the elasto-plastic behavior and structure under severe earthquake in Abraham the overall control index, ensure structural not strong earthquakes. The project in the framework of the core tube structure has higher seismic bearing capacity and ductility, can satisfy the “strong earthquakes is not” building seismic fortification goal.【key words 】time history analysis, ABAQUS finite element general software, of the rarely met earthquake elasto-plastic analysis一.工程概况本工程建筑用地面积54，265㎡，总建筑面积为675，244㎡，其中地下建筑面积191，544㎡，地面以上51层，其中1至4层为裙房部分，5至51层为塔楼部分，地面以上建筑物总高度为263.40米。
罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨
罕杨引志言遇勇地１，震黄吉弹锋塑１，性田家静勇、２ 动力分析方法中结构阻尼问题探讨 第２地ＪＯＥＥＡＶＮＤ文（摘的探谱响比关中文ＯｄｉｅｓａｍｕｒＹＺｏＢＲ１２ｏＣＡ１ａｄｔｉｅｓｍｕｒｗＣＳｃａｏｐｃｈｖａｆＫ基多塑一析收基作ｓｆａｎＦＮＩ０ｏｅｃｕ．ｆｍｙａｔＯ１ａＡｈｅｄ０ｂｕｉｎｌｔｙｏｓｘｆｑｒｍ０ＡｉｘｌｅｎｌｔａｒｅａｙｅＧＤＢ１．ｃａｉ０ｓｎｒｔＵ．ｒＮｉｓｍ０ｔｅａｄｎｅｕｇｏｆｐｙ稿金２０Ｒ要探讨方；概键图献ｆａｔ者ＩＲ．ｄｌ０ｔａｃｕ震章ａｄｒｔ性步ＲｍｎｔｅＧｙｉ０ｔｈｃｐｓａｄｕｎｍｇｂｌ—ｒ于的方ＮＡ６ｅｄ１ｎａｍｈｒｃ９ＴｏｙｍｓｈＮ中ｓｔｅｏＣａｎ８ｒｕｉｔｍｈｙｌｅ．ｇｐｃｖｈｓ日项ＥＴ２３ｑｐａｈ卷年Ｈ：讨了法指念词分标ｎｏｔ简ＡＥＩ９０ｎｈｙｒ，ｔｃｕｉ５ａｓｏｃｄｑｌｔｖｅ：工编ｔｉｒｈｏ分解ＱＲＯ０９ｎｇｉｓａｌｅｒｏｄＬ国ｉｍｏｉｃｓ，ｇ－ｕｔｅＢｍｙ—·性工法期目ＩＮ９ｉｃｑＣｔ。ｋｅｄ第１Ｕ本。各计出，：类志９ｎｈｔｐａｅｉｙｓｒ—．ｄ；；介Ｎｎｉｄｈｕｅｓ程号建ｃｕ，ａｒＣ：ｌｋｏｎ—ｇｐ．．ｅ析决２Ａ，ｓＧｉｔＣｇｃａｈｅｎｔｌｒ能程中６月Ｋ文总性算了通实号码－ａ．ｐＷｅ：筑ＨＢａｉｔｉＴｓｗｄａｌ；２国期ＥＴｌｅ与：ｐｋＦ方是；ｎＵｅｉｎｈｔｓ·ｒ０针结能将过时：ＩａＷａ杨科ｌｅＡｉｏａｅｍｔｉｐ设应阻０家ＡｅｓＮｊｎ）ｃａｉｔｕ９工１ａｓｎ法推学对了设果Ｒ算阻ＴＡＧＮｉ。ｎｔｃｓ—自志０ｓａｎｄｍｈ计用尼ａＵｉｏ程０研ｔｇＢ—ｌｅｏ的动０然罕现计的ｙ例尼３ｃｐ勇ｅｖ４０ｉｌ１究ｉｅ的，问—科振—遇有阶影ｅ分比５ｃｙａ工罕（ｊｒｉ．ｓ１院，学地“段响ｇ析；ｎｔ弹题５９动１程遇建ｇ；基ｈ９ｉ７３ｗ震规结；阻表罕６ｃ４０筑ｅ塑坦应地进修金６一１弹范构探尼明遇结订项（用震）性行２构塑”等讨自可地日目男０中量研静分了期（性对效了然以震，０５９究我化：０静于阻不推较；副力析探８）所２００们分、结尼同广好静０８研６，推方讨０１９７—动构比的到地力也析究北—０覆法，）力阻的弹改推员０京发方０７１１分尼变塑进覆分为希—，１现法０５０１析方化比性罕分博０析工望４一了更１方面情对动遇析士３０；方程一加通法的况于力地方，６２些可．法设过中规，罕时震法主中亟信结定以遇程弹；要（计一国ｐ构；及地分塑弹待和从地ｕ人些的针弹震析性坦事ｓ解得震ｈ员算阻对翅弹中动性建局决到ｏ地尼实性所力动ｖ了例筑的更ｅ壳问际阻和存时力结ｒ解分基广应）题的尼弹在程时构力和建析本泛进高对塑的分程弹研仿筑理工和行层于性问析分塑究了混结动题中析论程性所真结理，一凝构力；的方分和应的构论北些土静时本阻法析计用京弹罕探算和力程文尼方算的１０例高推分提问埋遇讨法０方基０和层覆析出题的８性地突５法础理钢分结了。研）动震出方。论结析果实究力性该方构和的时面本．面算能影阻Ｅ时能的文问－例力尼ｍ问主程提题ａ，ｉ题要ｌ分供对：，针析了于ｙａ这对ｎ方可计ｇ些罕ｚｈ法靠算问遇ｉｙ已的结ｏ题地ｎｇ经量果的震＠ｃ获化进分的ａｂｒ得依影ｔｅ了据响ｃｈ．较。，Ⅲ从引ｎ 弹起理
罕遇地震作用下HADAS加固某大跨度结构的静力弹塑性分析
罕遇地震作用下HADAS加固某大跨度结构的静力弹塑性分析陈代果;姚勇;邓勇军;杨亚龙;王海军【摘要】Seismic fortification intensity has been adjusted in some areas which were affected in the Wenchuan -earthquake. It was seismic strengthening for most of the buildings especially the public buildings after the adjustment. In order to ensure the seismic performance of the structure after reinforcement ,the analysis method based on performance was gradually applied in the large and complex engineering structure analysis. A large span sports training center was used taking construction as background. According to the fact that the fortification intensity was improved from 6 degrees to 7 degrees, Push - Over method was used to analyze the structures elastic - plastic performance under the action of the rare earthquake of 7 degrees by using the finite element models with the mild steel damper before and after reinforcement. The internal force , deformation and destruction of the structure were studied in the action of the rare earthquake, comparing the dynamic characteristics and seismic performance of the models, and researching distribution of weak links and plastic hinge of the models under the large earthquake. The results show that the models can meet collapse resistant checks under 7 degrees of the rare earthquake before and after reinforcement. The second floor of the original structure is relatively weak, and it can emerge local damage easily. But the structure' s stiffness is more uniform after reinforcement, and thestructure has large resistance of the collapsed ability.%汶川大地震后,受影响的部分地区设防烈度进行了调整,设防烈度调整后大部分建筑尤其是公共建筑都进行了抗震加固,为了保证加固后结构的抗震性能,在大型复杂工程的结构分析中逐渐采用了基于性能分析方法.以地震时正在修建的某大跨度体育教学训练中心为背景,针对设防烈度提高由6度提高至7度的情况,采用P ish-Over法对其采用软钢阻尼器加固前后的有限元模型进行7度罕遇地震作用下结构的弹塑性分析,研究该结构在7度罕遇地震作用下的内力、变形与破坏情况,比较加固前后结构模型的动力特性与抗震性能,研究结构在大震作用下的薄弱环节与塑性铰的分布特点.研究结果表明:加固前后模型均能满足7度罕遇地震抗倒塌验算,但是,原结构二层位置较为薄弱,容易发生局部破坏,而加固后结构刚度更为均匀,大震下的抗倒塌能力增强.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2012(009)005【总页数】6页(P19-24)【关键词】大跨结构;软钢阻尼器;烈度;抗震加固;Push-Over【作者】陈代果;姚勇;邓勇军;杨亚龙;王海军【作者单位】西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TU375.41 工程概况所研究的体育教学训练中心工程位于四川省绵阳市，以体育教学功能为主，同时可满足举办手球、篮球、排球等项目的地方性、群众性运动会比赛的要求，如图1所示。
罕遇地震作用下的弹塑性时程分析及抗震性能化评价在工程中应用
【 关键词 】抗震性 能化 弹 塑性 时程 分析 剪 力墙 等效柱
１ 前言 ．
限高 层 抗 震 审 查要 求 ，需 要 进 行大 震 作 用 下 的 弹 塑
近 年 来 随着 超 限高 层 建筑 的不 断 增加 ，根 据 超 性 性 能 分析 。基 于 性 能 化 的 抗 震 设计 方 法 是 使抗 震 设 计从 宏观 定 性 的 目标 向具体 量 化 的多 重 目标过 渡 ，
图 ，仰 焊 之 嵌入 混凝 土承 台 内 ，且 与 地 面呈 一 定 夹 角 ，在 施 工 分 仰 焊 ，施 焊 又 应 做 到 连 续 施 焊 （ ９） 中 具 重 、 大 、斜 的 构 件 安 装 特 点 。港 方 构 件 原 材 焊 肉容 易流 淌 、俯 焊 不 易 焊透 。 故要 求 施 工 单位 对
料 、焊 接 材 料 、焊 接 工 艺 ，均 采 用 英 国 ＢＳ标 准 有 这类特 殊坡 口焊缝 的施 工顺序及 焊接 工艺提 出相应 的 关规 范 要 求进 行 采购 、 焊 接施 工 和 检 测 。钢 板 厚度 对 策和 措 施 。针 对 这 个 问题 ， 经研 究 ，施 工 单位 决
０多米 、 重 １ ０多吨 的椭 圆型变 截 面斜 柱不 Ｏ 有 ４ 、５ ｍ ０ ０ｆ 的厚 钢 板材 ，焊 接 采用 全 溶透 坡 口焊 要 定对 长 ４ ｉ ｌ 求 ；香港 建筑 署 《 筑 结构 总规 程 》 中对 焊缝 检测 采 用 四 段 高 空 拼 接 方 案 ， 而 改 为 两 段 低 空拼 接 方 建 探伤要求都较 为严格 。
夏福 强，男，香港 华艺 设计顾 问 （ 深圳 ）有 限公司 地址 ： 深圳 市中航 苑航 都大厦 ｌ ４楼
弹塑性时程分析法
1 弹塑性时程分析法概述
高层建筑结构采用时程分析法可以达到以下目的： 能够比较好地描述出结构物在地震时实际的受力和变形状态，能够比 较真实的揭露出结构中的薄弱环节，以便有效地改进结构的抗震设计 其计算结果是对振型分解反应谱法的补充，即根据差异的大小和实际 可能，对反应谱法计算结果，按照总剪力判断、位移判断，以结构层 间剪力和层间变形为主要控制指标，加以比较、分析，适当调整反应 谱的计算结果，从而取得较为合理的抗震安全度和经济效果； 能够对已有的重要建筑物做出正确的抗震能力效评，从而从理论上指 导现有结构的抗震加固工作； 可以用空间的弹塑性时程分析作为平面的弹塑性时程分析以及弹性时 程分析等各种简化计算方法的比较标准。
g jS 1 g j
4 f j 1 3 g i S D 4 g j 1 3 f i S D
4 g i 1 3 g j S D
4 pi p j pi p j 3 其中, 当i、j端屈服时, p j f j ;当i、j端极限时, pi gi , p j g j
结构抗震分析与设计
主讲：李彬
1
主要内容
1 弹塑性时程分析法概述 2 结构的振动计算模型 3 结构的弹塑性本构模型 4 结构振动模型的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵
5 对选用地震波的要求
6 结构动力平衡方程的求解方法
1 弹塑性时程分析法概述
时程分析法：从建筑结构的基本运动方程出发，直接输入
2 结构的振动计算模型
状态 两端弹性 i端屈服，j端弹性 i端弹性，j端屈服 两端屈服 i端极限，j端弹性 i端弹性，j端极限 i端极限，j端屈服 i端屈服，j端极限 两端极限
超高层塔楼罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析报告
目录1 工程概况 (64)1.1工程介绍 (64)1.2进行罕遇地震弹塑性时程分析的目的 (65)2分析方法及采用的计算软件 (65)2.1分析方法 (65)2.2分析软件 (65)2.3材料模型 (65)2.3.1 混凝土材料模型 (65)2.3.2 钢材本构模型 (66)2.4构件模型 (66)2.4.1 梁单元 (66)2.4.2 楼板模型 (67)2.5分析步骤 (67)2.6结构阻尼选取 (67)3 结构抗震性能评价指标 (68)3.1结构的总体变形 (68)3.2构件性能评估指标 (68)4 动力特性计算 (70)5 施工加载过程计算 (70)5.1施工阶段设置 (70)5.2施工阶段计算结果 (70)6 罕遇地震分析总体信息结果汇总 (71)6.1地震波选取 (71)6.2基底剪力 (73)6.3层间位移角 (75)6.3.1 左塔楼 (75)6.3.2 右塔楼 (80)6.4结构顶点水平位移 (85)6.5柱底反力 (88)6.8结构弹塑性整体计算指标评价 (89)7构件性能分析 (90)7.1钢管混凝土柱 (90)7.2斜撑 (90)7.3连梁 (92)7.3主要剪力墙 (92)7.4钢梁的塑性应变 (100)7.5楼板应力及损伤 (100)8 罕遇地震作用下结构性能评价 (103)1 工程概况1.1 工程介绍上海临港中心——结构总高度为180m；主体结构采用框架-核心筒体系，外框架为圆钢管混凝土柱、钢框架梁。
钢管混凝土柱截面为Φ1200x1140～Φ900x860。
核心筒采用钢筋混凝土剪力墙体系，外墙厚750mm～400mm，内墙厚500mm～300mm，部分墙体内配置10mm厚钢板。
在32层以下，结构由左右两个塔楼构成，中间通过钢梁及6-7层、17-20层两道“人”字形斜撑连接，斜撑截面为BOX 560x1060x80x80。
上部主体结构分析时，以地下室顶板为嵌固端。
主要构件信息：（1）框架柱均采用圆钢管混凝土柱，混凝土强度等级为C60。
某高层建筑罕遇地震下的静力弹塑性分析
某高层建筑罕遇地震下的静力弹塑性分析胡立黎;易建文;骆贵波【摘要】利用静力弹塑性分析方法,对某地25层酒店建筑进行罕遇地震分析,分析得到结构破坏模型,薄弱部分和弹塑性层间位移角等参数.结果表明:在罕遇地震作用下,此结构可满足抗震设防目标要求.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2013(039)005【总页数】3页(P27-29)【关键词】地震反应;Push-over法;抗震设计【作者】胡立黎;易建文;骆贵波【作者单位】浙江杭萧钢构股份有限公司,浙江杭州310003;浙江杭萧钢构股份有限公司,浙江杭州310003;浙江杭萧钢构股份有限公司,浙江杭州310003【正文语种】中文【中图分类】TU973.250 引言罕遇地震是一种突发的、破坏性非常大，甚至具有毁灭性质的自然灾害，无法进行可靠预测，只能进行积极的预防。
通常，在罕遇地震作用下，房屋结构会进入弹塑性受力状态。
因此，为保护人民的生命财产安全，就需要对房屋结构在弹塑性工作状态下的性能进行分析研究。
目前，《建筑抗震设计规范》[1]中抗震设计主要是“小震设计”:保证多遇地震作用时在结构不坏的前提下，通过调整构件内力和合理的构造措施来保证罕遇地震作用下的结构整体延性，达到“大震不倒”设防目标。
可是，汶川地震震害表明[2]，采用弹性地震反应分析结果去保证“设防地震”或者“罕遇地震”作用下结构的地震反应，具有很大的经验性，也无法完全保证结构实现罕遇地震的设防目标。
随着计算机技术的迅速发展和结构性能设计理论的不断完善，使设计者对整体结构进行罕遇地震作用下受力分析成为可能。
当前，主要采用静力弹塑性分析方法和动力弹塑性时程分析方法验算罕遇地震作用下结构的地震反应。
本文采用静力弹塑性方法对某纯钢结构的高层建筑进行罕遇地震作用分析。
1 静力分析法静力分析法，也称Push-over法，是国际上最早形成的抗震分析方法。
中国、欧洲、日本和美国等国家都将其作为有效的抗震性能评价方法纳入规范[3]。
上海某超限高层悬挂结构罕遇地震下的动力弹塑性分析及抗震性能评估
上海某超限高层悬挂结构罕遇地震下的动力弹塑性分析及抗震性能评估Dynamic Elastoplastic Analysis and Seismic Performance Evaluation of Super High-Rise Suspension Building Under Rare Earthquake in Shanghai徐迪(上海建筑设计研究院有限公司，上海200041)XUDi(Institute of Shanghai Architectural Design and Research Co.Ltd.,Shanghai200041,China)【摘要】本工程结构高度58.5m,采用钢筋混凝土核心筒-带斜撐和环带桁架支承钢框架结构体系。
根据实际情况,模拟建立了所有对结构刚度有贡献冷结构构件组成的三维模型。
动力弹塑性分析结果表明，在抗変设防裂度7度罕遇地震作用下，结构最大层间住移角小于规范限值。
核心筒角部钢管混凝土柱最先出现塑性转角，但并未开展，始终处于B~IO阶段,钢框架、悬臂桁架和环带桁架均未出现塑性较。
核心筒连梁较早出现受压损伤，起到了耗能作用。
本结构在罕遇地変作用下的受力性能良好。
[Abstract]The reinforced concrete core with brace and circumferential truss supporting steel frame system is adopted for this project with a structural height of58.5m.According to the actual situation,a three-dimensional model of a ll structural components contributing to structural stiffness was set up.The results of dynamic elastoplastic analysis show that under7degree rare earthquake,the maximum drift meets code requirements.Plastic hinge appears first in the concrete filled steel tubular column of c ore comer,but it was not developing,and it remains in the B~IO stage.And the plastic hinge was not appeared in the steel frame,cantilever truss and circumferential truss.Link beam of c oncrete core has early compression damage and plays an energy dissipation role.This structure has good mechanical performance under the rare earthquake.【关键词】动力弹塑性;塑性较;损伤；抗震性能评估[KeywordS]dynamic elastoplastic;plastic hinge;damage;seismic performance evaluation【中图分类号]TU313；TU351【文献标志码】A【文章编号】1007-9467(2019)07-0030-04 [DOI]10.13616/ki.gcjsysj.2019.07.0091工程概况项目位于上海市长宁区,抗震设防烈度7度，抗震设防类别为标准设防类，设计地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组，场地类别为IV类，特征周期0.90s。
罕遇地震影响下的弹塑性时程分析研究
描述剪力墙单元的弹塑性模型是混凝土弹塑性损伤模型＋壳元。
混凝土弹塑性损伤模型是一种连续的、塑性为基础的损伤混凝土模型”３，由Ｌｕｂｌｉｎｅｒ”１和Ｌｅｅ”１等人提出，它假定混凝土的破坏形式是拉裂和压碎，混凝土的单轴抗压和抗拉强度不同，相差达１０倍以上，因此混凝土进人塑性后的损伤系数分别由两个独立的参数控制，混凝土受拉（压）塑性损伤后卸载反向加载受压（拉）的刚度恢复亦分别由两个独立的参数控制。
该模型能用在一维、二维及三维单元中，特别地，剪力墙的分布钢筋也能在单元内一并考虑”。
对于一维的拉压滞回曲线示意如图１。
ＢＥＰＴＡ程序采用文［２］附录Ｃ推荐的单轴受拉和受压应力一应变曲线（如图１），其受拉和受压进入塑性后的损伤系数则由文［６］提供的混凝土材料单轴拉压的滞回曲线通过线性插值得到。
钢材采用动力硬化模型，按强屈比１．２取值…。
…，。
／小＇侈、．、、妯｜｜”。
＼－：孓￡，，图１混凝土应力应变滞回曲线１．２动力方程积分方法由于结构的非线性性质．振型叠加法已不适用，必须采用直接积分的方法”３对结构动力方程进行积分，隐式和显式是主要的直接积分方法。
隐式的算法是利用下一时刻的平衡求得下一时刻的位移．而显式则利用本时刻的平衡求得下一时刻的位移。
一般来说，对于动力学问题，通常采用无条件稳定的隐式算法”１，但用此法进行弹塑性时程分析时遇到下面两个问题：其一是隐式算法要求每一步都要作矩阵求逆，但随着结构自由度的增加，矩阵求逆所需的时间成几何级数增长；其二是当结构的非线性程度严重时，有些步还需要进一步细分步长才能收敛，更为严重的是，当结构出现严重的刚度突变（塑性铰模型）或负刚度（混凝土塑性损伤模型）时，即使细分步长也不能收敛。
显式算法的稳定步长需要小于所有单元的最小周期，通常比隐式小几个数量级。
但显式算法不需要矩阵求逆，也不需要形成刚度矩阵，因而每一步的求解时间很少。
因为采用小步长，能够更精确地描述地震作用，也避免了在结构严重非线性时隐式算法会发生的发散问题。
高层结构罕遇地震作用下弹塑性时程分析
高层结构罕遇地震作用下弹塑性时程分析一、引言-研究背景和目的-文章结构和主体内容二、地震动力学基础知识-地震作用的力学特征-弹塑性分析的基本原理-工程结构的刚性和柔性响应三、弹塑性时程分析的计算方法-现有计算方法的分类和特点-时程分析的数值模拟步骤-计算结果的评价和分析方法四、高层结构地震响应实例分析-采用的计算模型和参数调整方法-对高层结构地震响应的分析和提取-计算结果和结论的讨论和比较五、结论和展望-总结和归纳本文的研究成果-对未来研究方向的展望和建议第一章：引言背景和目的地震是工程和公共安全领域中面临的一个重大自然灾害风险，对高层建筑结构的抵御能力的要求非常高。
弹塑性时程分析可以通过数值计算，预测地震作用下高层建筑的响应行为，为其设计、评估和加强提供一定的理论支持。
因此，作为一个重要的研究方向，高层结构在地震作用下弹塑性时程分析的问题是一个热门话题，目的在于提高建筑的抗震性能，更好的保证人民财产的安全。
文章结构和主体内容本文将从地震动力学基础知识、弹塑性时程分析的计算方法、高层结构地震响应实例分析和结论和展望四个方面进行讨论和分析。
第二章将阐述地震作用的力学特征、弹塑性分析的基本原理以及工程结构的刚性和柔性响应。
第三章将回顾现有计算方法的分类和特点，介绍时程分析的数值模拟步骤以及计算结果的评价和分析方法。
第四章将以某一高层建筑为实例，采用弹塑性时程分析计算方法，评估其在地震作用下的响应行为，通过数值模拟的手段进行探究，分析建筑结构的震害等级。
第五章将对本文的研究成果进行总结，并给出未来研究方向的展望和建议。
本文的主体结构清晰，分析逻辑严密，旨在探讨高层建筑在地震作用下弹塑性时程分析的问题，为该领域的研究和实践提供一定程度的帮助。
第二章：地震动力学基础知识地震是由于地球内部因各种原因引起的快速位移所引发的一种自然现象。
在地震的作用下，建筑结构的受力特征和响应行为将发生相应的变化。
因此，地震动力学的基础知识对于高层建筑在地震作用下弹塑性时程分析的研究具有十分重要的作用。
《弹塑性时程分析法》课件
实际工程结构的弹塑性时程分析
总结词
实际工程应用
VS
详细描述
结合实际工程案例，演示如何运用弹塑性 时程分析法进行结构抗震设计和评估，包 括模型的简化、参数的选取、结果的解读 等。
06 时程分析的局限性与改进 方法
时程分析的局限性
计算量大
模型简化
弹塑性时程分析涉及大量的材料非线性、 几何非线性和接触非线性，导致计算量巨 大，对计算机硬件要求高。
初始条件和边界条件的设定
初始条件
确定分析开始时模型的状态，如位移、速度和加速度等。
边界条件
限制模型在分析过程中的位移、速度和加速度等，以模拟实 际工程情况。
材料属性的定义
弹性模量
01
表示材料抵抗弹性变形的能力。
泊松比
02
表示材料横向变形与纵向变形的关系。
屈服强度和塑性应变
03
描述材料进入塑性变形阶段的特性。
初始条件和边界条
件
在分析过程中，需要给定结构的 初始条件和边界条件，以确定结 构的响应。
显式与隐式方法
01
显式方法
显式方法采用简单的差分公式， 计算速度快，适用于求解小变形 问题。
隐式方法
02
03
稳定性与精度
隐式方法采用复杂的迭代过程， 精度高，适用于求解大变形问题 。
显式方法在稳定性方面存在限制 ，而隐式方法在精度方面具有优 势。
材料的弹塑性行为
弹塑性材料的分类
根据材料的应力应变曲线，可以将材料分为弹性材料、塑性材料和弹塑性材料 。
弹塑性行为的描述
材料的弹塑性行为可以通过应力应变曲线来描述，包括弹性阶段、屈服点和塑 性阶段等。
弹塑性本构模型
经典弹塑性本构模型
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5. 罕遇地震弹塑性初算结果
曲线筒体受压损伤情况
3.00E-02 2.00E-02 1.00E-02 0.00E+00
0
1
2
3
4
5
6
3. 结构抗震性能评价方法
●总体性能
结构的最终状态仍然竖立不倒
结构的最大层间位移角小于规范限值1/100 ●构件性能
剪力墙构件：允许部分剪力墙出现抗拉和抗压塑性损伤，但主承重 墙肢的抗压塑性损伤不应全截面达到0.9，约束边缘构件中钢筋的塑 性应变小于0.025；
σ
ε
●显式积分:可以准确模拟结构的破坏情况直至倒塌形态
2.3 分析模型
●梁、柱、支撑：一维塑性区纤维 模型
●剪力墙和楼板采用二维弹塑性壳 元模型，可考虑多层分布钢筋
●配筋数据来源
框架梁，柱配筋均根据SATWE计算配筋输入模型； 剪力墙约束边缘构件和构造边缘构件配筋根据SATWE的边缘构件计算结 果输入模型； 剪力墙水平分布筋和竖向分布筋根据规范构造要求和SATWE计算结果， 编制剪力墙分布筋配筋表输入模型；
改进建议和还需进行的工作
●核心筒2和4上适当增加连梁洞口，以削弱刚度，减少 损伤
●几个核心筒收进位置错开，避免上下刚度突变，或在 收进位置增加钢骨以提高承载力 ●中庭部分托柱深梁的端部支座条件需要改善 ●曲线筒体需考虑在楼板不开裂情况下的不利损伤状态
谢谢 Thanks
●曲线筒体：采用500x500网格密 度壳单元模拟，筒体顶部1m高托 柱深梁也用厚板单元模拟
0.14
2.5 地震加载
0.120.10.08 0.06 Nhomakorabea0.04
0.02
0 -0.02 0 1 2 3 4 5 6
9.00E-02 8.00E-02 7.00E-02
6.00E-02 5.00E-02 4.00E-02
上海证大喜玛拉雅艺术中心项目 罕遇地震弹塑性时程分析初步结果
建设单位：上海证大喜玛拉雅置业有限公司
设计单位：上海现代建筑设计（集团）有限公司
1. 分析目的
●验证结构是否满足大震不倒要求 ●得到结构位移，位移角，剪重比等整体指标 ●研究下部曲线筒体的损伤情况 ●研究各核心筒剪力墙的损伤情况 ●研究中庭托柱转换深梁的损伤情况 ●针对结构薄弱部位和薄弱构件提出相应的加强措施
位置 普通 底部加强区 普通 底部加强区 普通 底部加强区 普通 底部加强区 普通 底部加强区 普通 底部加强区 墙厚 200 200 250 250 300 300 350 350 400 400 450 450 钢筋层数 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 竖向筋间距 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 竖向筋直径 12 12 12 12 12 12 12 12 12 14 12 12 水平筋间距 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 水平筋直径 12 12 12 12 12 12 12 12 12 14 12 12
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
剪力(kN)
-250000
-2.00E+05 时间(s)
剪力(kN)
-200000
-1.50E+05
时间(s)
X向基底剪力时程 （地震主方向X向，最 大剪重比12.8%）
Y向基底剪力时程 （地震主方向Y向，最 大剪重比9.5%）
120
X向 Y向
120
X向 Y向 1/100
X 向基底剪力时程
250000 200000 150000 100000 50000 0 2.00E+05 1.50E+05
Y 向基底剪力时程
1.00E+05
5.00E+04 0.00E+00
0.00 -50000
-100000 -150000
5.00
10.00
15.00
20.00
-5.00E+04 -1.00E+05
2. 分析软件、分析方法、分析模型及分析步骤
2.1 分析软件：SATWE+ETABS+ BEPTA+ABAQUS
2.2 分析方法
●动力时程：直接将地震波输入结构进 行弹塑性时程分析
●几何非线性： “P-∆” 效应，非线性 屈曲效应，大变形效应等都被精确考虑 ●材料非线性：直接在材料应力-应变 本构关系的水平上模拟，对圆钢管混凝 土构件考虑了约束效应对混凝土承载力 的提高
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012
层位移曲线 （顶点位移0.5m）
层间位移角曲线 （最大层间位移角1/140，9层）
曲线筒顶部厚板损伤情况