1-Building--弹塑性分析

如何做动力弹塑性分析？
合理选波的要点
Why What How Result
1、初次判断：地震波三要素 选取频谱特性Tg、持续时间、有效峰值加速度满足要求的 波。 2、二次判断 选取满足抗规5.1.2要求的三条波(两条天然波，一条人工波) - 三条波平均影响系数的要求 - 三条波基底剪力的要求
Q&A
目录
目录
Contents
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
Why What How Result
Q&A
16
目录
Contents
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；
Why What How Result
Q&A
目录
Contents
如何做动力弹塑性分析？
选取频谱特性Tg、持续时间满足要求的波、合理调幅 选择设计规范，程序自动计算
EPV：有效峰值加速度； EPA：有效峰值速度；
Why What How
计算所选地震波的有效峰值
Result
加速度EPA； 地震能量较大区域处的加速 度平均值； 按照规范规定进行调幅；
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
5
目录
Contents
为什么做弹塑性分析
Why What How Result
Q&A
How Result
Q&A
目录
Contents
6、结果查看
Why What How Result
Q&A
目录
Contents
结果查看
Why What How Result
提供多种分析结果
Q&A
目录
Contents
Why What How Result
四、怎样做动力弹塑性分析
Q&A
35
目录
Contents
如何做弹塑性分析？ 1.荷载条件 1.1初始荷载

Why What How Result
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； 初始荷载最好分步施加（5~10 步）；
地震影响系数与设计反应谱数据在统计意义上相符。 可利用检查地震波数据的小工具直接由程序判断
Q&A
（主要振型周期点上相差不超过20%）
目录
Contents
如何做动力弹塑性分析？
三次判断-基底剪力
Why What How Result
与振型分解反应谱法结果R相比： 单条波：65%R ≤ S ≤ 135%R 多条波平均值：80%R ≤ M ≤ 120%R
5.
你知道怎么使用弹塑性分析结果指导设计吗？
Q&A
目录
Contents
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
• •
方向
节点
可变（自动更新）
Q&A
指定控制节点
当前刚度与初始刚度的比值
17
目录
Contents
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维

Why What How Result
单轴铰与多轴铰；
铰成分：
梁：My; （连梁： 剪力铰Fz） 柱：P-M-M相关；
Q&A
支撑：Fx
目录
Contents
Q&A
中震 大震
目录
Contents
结果查看 塑性铰分布；
FEMA: B（屈服）、IO 、 LS 、 CP 、
Why What
C 、 D 、 E（完全破坏）
双折线；1-yield； 三折线： 1-yield、2-yield； 纤维：应变等级1、2、3、4、5 反映混凝土/钢筋/墙单元 受力状态； 数值为当前应变与屈服应变之比； 反映单元破坏的程度
Why What How Result
（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
Q&A
（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。
目录
Contents
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
一、为什么做弹塑性分析
Q&A
目录
Contents
为什么做弹塑性分析
1. 2. 3. 4. 你知道自己设计的结构到底能抵抗多大的地震吗？ 你知道自己设计的结构在大震时什么地方先破坏吗？ 结构是否满足“强剪弱弯”、“强柱弱梁”吗？ 结构屈服后还能抵抗多大的地震力和变形？
Why What How Result
Q&A
铰结果
目录
Contents
结果查看
Why What How Result
性能点
需求谱与能力谱的交点。
Q&A
反映了结构在相应地震作用下的最大塑性变形能力。 寻找性能点的出发点： 性能点处，有效阻尼值相等；
目录
Contents
结果查看
最大位移角： 所有步骤中，满足规范要求的最大 层间位移角，用绿色圆点表示 最大层间位移角： 性能点处的层间位移角 OK：表示满足规范要求 NG：表示超出规范限值 括号内步骤数： 距离性能点最近的步骤数， 用蓝 色圆点表示 容许层间位移角： 规范规定的层间位移角限值
11
目录
Contents
Why What How Result
三、怎样做静力弹塑性分析
Q&A
12
目录
Contents
如何做弹塑性分析？
Why What How Result
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
Q&A
5、 常见问题
目录
Contents
Contents
如何做动力弹塑性分析？
地震波三要素：
Why What How Result
频谱特性Tg （特征周期） - 8度和9度区增加0.05秒
- 如何计算地震波的Tg？
有效峰值加速度（EPA） - 规范：有效峰值加速度 - 地震波：数据上的是峰值加速度PGA - 调幅：用EPA调幅 持续时间 - 不是地震波数据上的时间，是有效持时
Why What How Result
二、什么是弹塑性分析
Q&A
7
目录
Contents
什么是弹塑性分析
Why What How Result
1、反应谱分析；
2、时程分析；
3、静力弹塑性分析；
4、动力弹塑性分析
2、3、4是对 1的补充验算
Q&A
8
目录
Contents
什么是弹塑性分析
Why What How Result
墙纤维- 剪切模型
Why What How Result

用户输入
0.2 fc
——可以由用户手动输入。
0.4E
（1）理想弹塑性模型
τ1: 屈服剪应力
G: 剪切模量 G=0.4E γ1: 屈服剪应变=0.0004
0.0003
0.004
Q&A
（2）三折线
目录
Contents
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
Q&A
目录
Contents
如何做动力弹塑性分析？
持续时间 从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点算起到最后
Why What How Result
一点达到最大峰值的10%为止。
Q&A
有效持续时间一般为结构基本周期的5~10倍。
目录
Contents
如何做动力弹塑性分析？
二次判断
Why What How Result
Q&A
9
目录
Contents
是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？
Why What How Result
静力弹塑性的优点——效率高
动力弹塑性的优点——更真实
Q&A
10
目录
Contents
是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？
规范要求：
Why What How Result
Q&A
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）
Why What How Result
Q&A
29
目录
Contents
结果查看 弹塑性层间位移角
是否满足抗规中规定的弹塑性层间位移角限值要求； （《抗规》表5.5.5 弹塑性层间位移角限值） 结构类型 单层钢筋混凝土柱排架 【 θp 】 1/30
Why What How Result
钢筋混凝土框架
三折线
钢结构/ 钢管混凝土 屈服弯矩My 屈服弯矩My 极限弯矩Mu
Q&A
目录
Contents
5、定义铰特性值
Why What How Result
Q&A
目录
Contents
如何做弹塑性分析？
Why What How Result
3. 塑性铰/纤维
Q&A
目录
Contents
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
目录
Contents
如何做弹塑性分析？
Why What How Result
midas Building 弹塑性分析
Q&A
目录
Contents
一
为什么做弹塑性分析 什么是弹塑性分析 怎么做静力/动力弹塑性分析 如何查看结果 常见问题解答
二
目录
Contents
三 四
五
2
目录
Contents
Why What How ResuBiblioteka Baidut

Q&A

14
目录
Contents
静力弹塑性
如何做弹塑性分析？
1. 荷载条件
加载模式
Why What How Result
（1）振型： 做特征值分析，提取基本模态；
（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；
振型 等加速度 静力荷载
Q&A
（4）层剪力： 原则：反映实际的地震力分布（优选层剪力）
配筋结果 从绘图师导入实配钢筋；
Why What How Result

计算配筋x超配系数； 可按构件指定超配系数
说明：
A. Pushover分析之前一定
Q&A
要进行分析和设计； B. 推荐采用实配钢筋结果；
目录
Contents
结果查看
Why What How Result
性能点
层间位移 角
层剪力
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。
Q&A
6
目录
Contents
How Result
设防 烈度
6 （ 0.05g ）
7 7 8 8 9 （0.10g） （0.15g） （0.20g） （0.30g） （0.40g）
小震
0.04
0.12 0.28
0.08
0.23 0.50
0.12
0.34 0.72
0.16
0.45 0.90
0.24
0.68 1.20
0.32
0.90 1.40
地步框架砌体房屋中的框架-抗震墙 钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒 钢筋混凝土抗震墙、筒中筒 多、高层钢结构
1/50
1/100 1/100 1/120 1/50
Q&A
30
目录
Contents
结果查看
Why What
基底剪力；
与反应谱法得到的基底剪力在合理比例范围之内；(3~5倍) 地震影响系数最大值
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维
力 屈服点 B 初始破坏 K0：Ini.Stiff. 残余抵抗 D A 变形 E
应变 强化
Why What How Result
屈服强度
C
FEMA
本构关系
双折线 三折线
双折线
屈服点
P1 P1 P2 钢筋混凝土/ 型钢混凝土 屈服弯矩Mcr 开裂弯矩Mcr 屈服弯矩Mu
墙纤维- 钢筋本构模型
Why What
fy: 钢筋强度设计值；
How Result
E1: 钢筋屈服前刚度； 弹性模量值-混规表4.2.5 E2: 钢筋屈服后刚度； α= E2/E1: --0.01,接近于理想弹塑性；
Q&A
目录
Contents
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）：
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；
Why What How Result
εu: 曲线下降段，混凝土峰值压应
Q&A

变为 0.5 fc*时的混凝土压应变；
不考虑混凝土的抗拉能力
目录
Contents
如何做弹塑性分析？ 3. 塑性铰/纤维