静力弹塑性基本原理及在midas building 中的实现
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计算时间长，理论复杂； 分析结构受地震波参数影响大
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 静力弹塑性=静力+弹塑性 ➢ 静力： （1）考虑初始荷载； （2）加载模式； （3）分析终止条件； ➢ 弹塑性 （1）定义塑性铰或纤维； （2）分配铰；
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 自定义初始荷载；
➢ 自定义是否继承初始荷载 作用下的位移结果；
静力弹塑性分析基本原理 及在MIDAS/BUILDING 中的实现
内容
➢ 1. 什么是静力弹塑性分析？ ➢ 2. 为什么要做静力弹塑性分析？ ➢ 3. 如何进行静力弹塑性分析？ ➢ 4. 如何查看分析结果？
1. 什么是静力弹塑性分析？
➢ 静力弹塑性=静力（非动力）+弹塑性（非线性）； ➢ 静力弹塑性分析：
梁：My, Mz; 柱：P-M-M相关； 支撑：轴力
弹塑性本构曲线；
3. 如何进行静力弹塑性分析？
弹塑性本构曲线；
本构关系 双折线 三折线
屈服点
P1 P1 P2
钢筋混凝土/ 型钢混凝土 抗裂弯矩Mcr
抗裂弯矩Mcr
极限弯矩Mu
钢结构/ 钢管混凝土 屈服弯矩My
屈服弯矩My
极限弯矩Mu
力 屈服强度
➢ 程序对结构在初始荷载作 用下进行非线性分析。
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 加载模式 （1）振型； （2）等加速度； （3）静力荷载工况； （4）层剪力；
振型 *建议采用两种以上加载模式
等加速度 静力荷载
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 分析终止条件（何谓“推倒”）
1. 达到极限层间位移角； 2. 达到最大位移； 3. 当前刚度与初始
小震 0.04
0.08
0.12
0.16
0.24
0.32
中震 0.12
0.23
0.34
0.45
0.68
0.90
大震 0.28
0.50
0.72
0.90
1.20
1.40
4. 如何查看分析结果？
➢ 3. 塑性铰分布； 判断是否满足强柱弱梁，强剪弱弯； 根据塑性铰位置确定结构薄弱层；
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒 多、高层钢结构
【θp】 1/30 1/50 1/100 1/100 1/120 1/50
4. 如何查看分析结果？
➢ 2. 性能点处基底剪力； 与振型分解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
设防
6
7
7
8
8
9
烈度 （0.05g） （0.10g） （0.15g） （0.20g） （0.30g） （0.40g）
➢ 抗规三水准设防目标目标： 小震不坏，中震可修，大震不倒。
➢ 两阶段设计： 承载力验算
对于一般结构，可只进行第一阶段设计，通过概念 设计和抗震构造措施来满足第三水准要求。 弹塑性变形验算
不规则且具有明显薄弱部位，可能导致重大地震破 坏的建筑结构，需要进行第二阶段的设计。（具体 情况参见抗规5.5.2）
折减后的需求谱； 5%阻尼比的需求谱乘以谱折减系数。
4. 如何查看分析结果？
➢ 看什么结果？ ➢ 1. 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
钢筋混凝土框架 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
刚度的比值
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 配筋结果 1. 从绘图师导入的 实配钢筋结果； 2. 计算配筋x超配系数；
说明： A. Pushover分析之前一定
要进行分析和设计； B. 推荐采用实配钢筋结果；
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 定义塑性铰
1 2
3
4
集中铰与分布铰； 单轴铰与多轴铰； 铰成分：
是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性分析的一种简化方 法。具体如下：
（1） 沿结构高度施加按一定形式 分布的模拟地震作用的等效侧力。
（2） 逐步增加侧力的强度。 使结构由弹性工作状态逐步进入到弹塑性 工作状态，直至达到设定的控制位移。
（3）寻找性能点，并对结构的抗震性能 进行评价；
2. 为什么做静力弹塑性分析？
2. 为什么做静力弹塑性分析？
➢ 静力弹塑性分析的目的： （1）了解结构抵抗地震的能力； （2）了解结构在罕遇地震下的破坏情况； （3）根据实配钢筋验算“强柱弱梁”，“强剪弱弯”； ➢ 静力弹塑性与动力弹塑性分析的比较
优点
缺点
静力弹塑性 动力弹塑性
简单，计算效率高
反映出铰顺序； 反映结构动力特性
wk.baidu.com
不能准确反映结构在地震作用下 的出铰顺序； 不能反映结构的动力特性；
➢ 寻找性能点的方法
方法A
方法B
4. 如何查看分析结果？
➢ 计算等效阻尼
eq 0 0.05(混凝土结构) eq 0 0.02(钢结构)
4. 如何查看分析结果？
➢ 计算折减的需求谱
得到有效阻尼 eq ；
计算谱折减系数SRA，SRV； 取决于结构滞回特性； Type A Type B Type C
屈服点 B
应变强化
C 初始破坏
K0：Ini.Stiff.
残余抵抗
D
E
A
FEMA
变形
双折线
三折线
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 定义塑性铰
柱：P-M-M相关；
布瑞斯勒公式：
M M M M 1
x
xu
y
yu
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 定义墙纤维
4. 如何查看分析结果？
➢ 静力弹塑性曲线 能力谱 需求谱 性能点
4. 如何查看分析结果？
➢ 能力谱 能力曲线：基底剪力-顶点位移曲线；
4. 如何查看分析结果？
➢ 需求谱
4. 如何查看分析结果？
性能点 ➢ 需求谱与能力谱的交点。 ➢ 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；
4. 如何查看分析结果？
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 静力弹塑性=静力+弹塑性 ➢ 静力： （1）考虑初始荷载； （2）加载模式； （3）分析终止条件； ➢ 弹塑性 （1）定义塑性铰或纤维； （2）分配铰；
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 自定义初始荷载；
➢ 自定义是否继承初始荷载 作用下的位移结果；
静力弹塑性分析基本原理 及在MIDAS/BUILDING 中的实现
内容
➢ 1. 什么是静力弹塑性分析？ ➢ 2. 为什么要做静力弹塑性分析？ ➢ 3. 如何进行静力弹塑性分析？ ➢ 4. 如何查看分析结果？
1. 什么是静力弹塑性分析？
➢ 静力弹塑性=静力（非动力）+弹塑性（非线性）； ➢ 静力弹塑性分析：
梁：My, Mz; 柱：P-M-M相关； 支撑：轴力
弹塑性本构曲线；
3. 如何进行静力弹塑性分析？
弹塑性本构曲线；
本构关系 双折线 三折线
屈服点
P1 P1 P2
钢筋混凝土/ 型钢混凝土 抗裂弯矩Mcr
抗裂弯矩Mcr
极限弯矩Mu
钢结构/ 钢管混凝土 屈服弯矩My
屈服弯矩My
极限弯矩Mu
力 屈服强度
➢ 程序对结构在初始荷载作 用下进行非线性分析。
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 加载模式 （1）振型； （2）等加速度； （3）静力荷载工况； （4）层剪力；
振型 *建议采用两种以上加载模式
等加速度 静力荷载
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 分析终止条件（何谓“推倒”）
1. 达到极限层间位移角； 2. 达到最大位移； 3. 当前刚度与初始
小震 0.04
0.08
0.12
0.16
0.24
0.32
中震 0.12
0.23
0.34
0.45
0.68
0.90
大震 0.28
0.50
0.72
0.90
1.20
1.40
4. 如何查看分析结果？
➢ 3. 塑性铰分布； 判断是否满足强柱弱梁，强剪弱弯； 根据塑性铰位置确定结构薄弱层；
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒 多、高层钢结构
【θp】 1/30 1/50 1/100 1/100 1/120 1/50
4. 如何查看分析结果？
➢ 2. 性能点处基底剪力； 与振型分解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
设防
6
7
7
8
8
9
烈度 （0.05g） （0.10g） （0.15g） （0.20g） （0.30g） （0.40g）
➢ 抗规三水准设防目标目标： 小震不坏，中震可修，大震不倒。
➢ 两阶段设计： 承载力验算
对于一般结构，可只进行第一阶段设计，通过概念 设计和抗震构造措施来满足第三水准要求。 弹塑性变形验算
不规则且具有明显薄弱部位，可能导致重大地震破 坏的建筑结构，需要进行第二阶段的设计。（具体 情况参见抗规5.5.2）
折减后的需求谱； 5%阻尼比的需求谱乘以谱折减系数。
4. 如何查看分析结果？
➢ 看什么结果？ ➢ 1. 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
钢筋混凝土框架 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
刚度的比值
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 配筋结果 1. 从绘图师导入的 实配钢筋结果； 2. 计算配筋x超配系数；
说明： A. Pushover分析之前一定
要进行分析和设计； B. 推荐采用实配钢筋结果；
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 定义塑性铰
1 2
3
4
集中铰与分布铰； 单轴铰与多轴铰； 铰成分：
是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性分析的一种简化方 法。具体如下：
（1） 沿结构高度施加按一定形式 分布的模拟地震作用的等效侧力。
（2） 逐步增加侧力的强度。 使结构由弹性工作状态逐步进入到弹塑性 工作状态，直至达到设定的控制位移。
（3）寻找性能点，并对结构的抗震性能 进行评价；
2. 为什么做静力弹塑性分析？
2. 为什么做静力弹塑性分析？
➢ 静力弹塑性分析的目的： （1）了解结构抵抗地震的能力； （2）了解结构在罕遇地震下的破坏情况； （3）根据实配钢筋验算“强柱弱梁”，“强剪弱弯”； ➢ 静力弹塑性与动力弹塑性分析的比较
优点
缺点
静力弹塑性 动力弹塑性
简单，计算效率高
反映出铰顺序； 反映结构动力特性
wk.baidu.com
不能准确反映结构在地震作用下 的出铰顺序； 不能反映结构的动力特性；
➢ 寻找性能点的方法
方法A
方法B
4. 如何查看分析结果？
➢ 计算等效阻尼
eq 0 0.05(混凝土结构) eq 0 0.02(钢结构)
4. 如何查看分析结果？
➢ 计算折减的需求谱
得到有效阻尼 eq ；
计算谱折减系数SRA，SRV； 取决于结构滞回特性； Type A Type B Type C
屈服点 B
应变强化
C 初始破坏
K0：Ini.Stiff.
残余抵抗
D
E
A
FEMA
变形
双折线
三折线
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 定义塑性铰
柱：P-M-M相关；
布瑞斯勒公式：
M M M M 1
x
xu
y
yu
3. 如何进行静力弹塑性分析？
➢ 定义墙纤维
4. 如何查看分析结果？
➢ 静力弹塑性曲线 能力谱 需求谱 性能点
4. 如何查看分析结果？
➢ 能力谱 能力曲线：基底剪力-顶点位移曲线；
4. 如何查看分析结果？
➢ 需求谱
4. 如何查看分析结果？
性能点 ➢ 需求谱与能力谱的交点。 ➢ 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；
4. 如何查看分析结果？