Gen做弹塑性分析.pptx

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1、建筑结构通用分析和设计软件北京迈达斯技术有限公司midas Gen&midas Building 技术讲座技术讲座弹塑性分析弹塑性分析在在midas Genmidas Gen中的实现中的实现北京迈达斯技术有限公司1建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座目录目录弹塑性分析的意义两种弹塑性分析方法比较静力弹塑性分析动力弹塑性分析2建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座弹塑性分析的意义弹塑性分析的意义了解结构抵抗大震（中震）的能力；抗震设防目标：小震不坏，中震可修，大震不倒；l 规则结构：通过概念设计和抗震构造措施来保证；l 不规则结构：存在薄弱部

2、位，局部破坏-结构倒塌；了解结构的薄弱层或薄弱位置；判断结构是否满足“强柱弱梁，强剪弱弯”3建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静、动力弹塑性分析比较静、动力弹塑性分析比较比比较内容内容静力静力弹塑性塑性动力力弹塑性塑性施加荷载等效静力荷载地震波加载方式单向递增往复加载单方向多向（双向/三向）材料特性双折线，三折线，FEMA滞回模型静力静力弹塑性塑性还是是动力力弹塑性？塑性？新高规3.11.4条规定：1.高度200m 时，应采用弹塑性时程分析法；3.高度在150200m 时，可视结构不规则程度选择静力或时程分析法。4.高度超过300m 的结构，应由两个独立的计算进行

3、校核；静力弹塑性静力弹塑性基本概念及原理5建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性l静力弹塑性分析步骤静力弹塑性分析步骤静力分析；查看整体指标（周期，振型，7个主要比值等）；结构设计并查看超筋超限信息；定义静力弹塑性分析工况；定义塑性铰特性；分配塑性铰特性；运行静力弹塑性分析并查看结果；6建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-Pushover主控数据主控数据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）一般：DL+0.5LL；FEMA:DL+0.25L

4、L；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；l定义初始荷载定义初始荷载7建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-定义定义Pushover荷载工况荷载工况l几何非线性几何非线性高规高规5.5.1 高层建筑混凝土结构进行弹塑性计算分析时，应考虑几何非线性影响；几何非线性-P-效应 （重力二阶效应）在横向荷载引起的内力和变形基础上，竖向荷载引起的附加内力和变形；8建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-定义定义Pushover荷载工况荷载工况l加载模式加载模式 （1）振型：振型：

5、做特征值分析，提取基本模态；（2）等加速度：等加速度：惯性力，取决于各层质量；（3）静力荷载工况：静力荷载工况：利用已定义的荷载工况；9建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-定义定义Pushover荷载工况荷载工况l加载模式加载模式 振型振型 等加速度等加速度 静力荷载静力荷载10建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-定义定义Pushover荷载工况荷载工况l分析终止条件分析终止条件 达到极限层间位移角；达到最大位移；指定节点如顶层角柱顶点；指定最大位移方向 11建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯

6、技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-定义塑性铰特性定义塑性铰特性l塑性铰特性塑性铰特性p集中铰与分布铰；p单轴铰与多轴铰；p铰成分：梁：My,Mz;柱：P-M-M相关；墙：Fy,Fz;支撑：Fx;12建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-定义塑性铰特性定义塑性铰特性l骨架曲线骨架曲线 FEMA 双折线双折线 三折线三折线 本构关系本构关系屈服点屈服点钢筋混凝土筋混凝土/型型钢混凝土混凝土钢结构构/钢管混凝土管混凝土双折线P1极限弯矩Mu极限弯矩My三折线P1开裂弯矩Mcr屈服弯矩MyP2极限弯矩Mu极限弯矩Mu13建筑结构通用分析及

7、设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-分配塑性铰特性分配塑性铰特性选择要赋予塑性铰特性的单元；选择单元类型；选择铰特性值类型；点击“适用”进行分配；选择单元时可结合“按方向选择过滤按方向选择过滤”与单元类型单元类型进行；出于建模考虑而建的虚梁可不分配；14建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-分配塑性铰特性分配塑性铰特性p三种铰对比三种铰对比(梁弯矩铰梁弯矩铰)梁截面：400*800；E：3*107;I=0.0170667m4;L=4.2m;MMcr:三种铰刚度值相同；McrMu:K双折线K三折线KFEMA ;0.0

8、30.020.01025002000150010005000FEMAbilineartrilinear15建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-查看结果查看结果性能点性能点处：基底剪力，最大位移；谱加速度，谱位移；有效周期，等效阻尼；16建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-查看结果查看结果l性能点性能点能力谱能力谱需求谱需求谱 17建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-查看结果查看结果l性能点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

9、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；18建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-查看结果查看结果l弹塑性层间位移角弹塑性层间位移角 是否满足抗规中规定的弹塑性层间位移角限值要求；(抗规抗规表表5.5.5 弹塑性层间位移角限值弹塑性层间位移角限值)结构类型【p】单层钢筋混凝土柱排架1/30钢筋混凝土框架1/50框架砌体房屋中的框架-抗震墙1/100钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒1/100钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/120多、高层钢结构1/5019建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术

10、讲座静力弹塑性静力弹塑性-查看结果查看结果l基底剪力基底剪力；与反应谱法得到的基底剪力在合理比例范围之内；(35倍)地震影响系数最大值地震影响系数最大值 设防设防烈度烈度6（0.05g）7（0.10g）7（0.15g）8（0.20g）8（0.30g）9（0.40g）小震0.040.080.120.160.240.32中震0.120.230.340.450.680.90大震0.280.500.720.901.201.4020建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座静力弹塑性静力弹塑性-查看结果查看结果l塑性铰分布塑性铰分布；FEMA:B（屈服）、IO、LS、CP、C、D、

11、E（完全破坏）双折线；1-yield；三折线：1-yield、2-yield；动力弹塑性动力弹塑性22建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l动力弹塑性分析步骤动力弹塑性分析步骤定义时程荷载工况；定义时程荷载函数；定义地面加速度；定义非弹性铰特性值；分配非弹性铰特性值；分析并查看结果；23建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l定义时程荷载工况定义时程荷载工况分析类型；线性：弹性时程分析；线性：弹性时程分析；非线性：动力弹塑性分析；非线性：动力弹塑性分析；分析方法；时间控制选项；初始荷载；可选可选ST；

12、CS；TH24建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l分析方法分析方法-Newmark法（1959）动力学方程式：数值计算方法：等加速度（=1/2，=1/4）线性加速度（=1/2，=1/6）注：线性加速度法只有当t/Tn0.551时稳定25建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l定义时程荷载函数定义时程荷载函数26建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l如何选波？如何选波？1.初步判断：频谱特性（特征周期）；频谱特性（特征周期）；Tg=2 EPV/EPA;(

13、地震波)EPV：有效峰值加速度；EPA：有效峰值速度；与规范比较，误差控制在20%以内。设计地地震分震分组场地地类别I0I1第一组0.250.300.400.500.70第二组0.300.350.450.600.80第三组0.350.400.500.700.9527建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l如何选波？如何选波？1.初步判断：有效峰值加速度有效峰值加速度计算所选地震波的有效峰值加速度EPA；地震能量较大区域处的加速度平均值；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；罕遇罕遇地震地震6度度7度度8度度9度度0.05g0.10

14、g0.15g0.20g0.30g0.40g加速度最大值12522031040051062028建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l如何选波？如何选波？1.初步判断：持续时间持续时间从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点算起到最后一点达到最大峰值的10%为止。有效持续时间一般为结构基本周期的510倍。29建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l如何选波？如何选波？2.二次判断-地震影响系数 与设计反应谱数据在统计意义上相符。（主要振型周期点上相差不超过20%）30建筑结构通用分析及设计软件北京迈达

15、斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l如何选波？如何选波？3.三次判断-基底剪力 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 31建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l定义地面加速度定义地面加速度选择时程荷载工况；选择各方向时程分析函数；可单向加载或多向同时加载；三向同时加载时，系数可取为 1:0.85:0.65；32建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l定义非弹性铰特性值定义非弹性铰特性值每一种材料的每一种 截面均需单独定义

16、；无中国规范；不支持剪力墙的定义；33建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l滞回模型滞回模型简化模型化模型退化模型退化模型非非线性性弹性模型性模型滑移模型滑移模型标准双折准双折线克拉夫双折线弹性双折线滑移双折线标准三折线刚度退化三折线弹性三折线滑移双折线只受拉随动硬化三折线武田三折线弹性四折线滑移双折线只受压指向原点三折线武田四折线滑移三折线指向极值点三折线修正武田三折修正武田三折线滑移三折线只受拉指向原点极值点三折线修正武田四折线滑移三折线只受压钢材钢材/桥梁上部梁上部结构构RC构件构件桥梁上部梁上部结构构钢材材/橡胶支座橡胶支座34建筑结构通用分析及设计软件北京迈达斯技术有限公司技术讲座技术讲座动力弹塑性动力弹塑性l分配非弹性铰特性值分配非弹性铰特性值 选择非弹性较特性值；选择所有匹配单元