苏州中润广场主楼动力弹塑性时程分析
- 格式:pdf
- 大小:1.01 MB
- 文档页数:6
某连体结构动⼒弹塑性分析报告-使⽤midas_building1.弹塑性动⼒时程分析的主要技术参数指标简述1.1基于材料的本构模型本⼯程混凝⼟本构关系采⽤《混凝⼟结构设计规范》GB50010-2010附录C中的单轴受压应⼒-应变本构模型,混凝⼟单轴受压应⼒-应变关系曲线如图1-1;钢筋采⽤双折线本构模型,如图1-2,屈服前后的刚度不同,屈服后的刚度使⽤折减后的刚度。
⽆论屈服与否,卸载和重新加载时使⽤弹性刚度。
剪切本构采⽤了理想弹塑性双折线模型,屈服前后的刚度不同,屈服前卸载和重新加载时使⽤弹性刚度;屈服后卸载时指向原点,重新加载时使⽤卸载刚度重新加载。
如图1-3所⽰。
图1-1 混凝⼟单轴受压应⼒-应变曲线图1-2 双折线钢筋本构关系图1-3 理想弹塑性剪切本构模型1.2基于截⾯的塑性铰滞回模型滞回模型是动⼒弹塑性分析的基本参数,共有双折线、三折线、四折线等多种滞回模型。
本⼯程钢筋混凝⼟和型钢混凝⼟构件采⽤了修正武⽥三折线模型,如图1-4所⽰,其仅考虑了刚度退化,没有考虑强度退化。
第⼀折线拐点⽤于模拟开裂强度,第⼆个折线拐点⽤于模拟屈服强度,修正武⽥三折线模型对武⽥三折线模型的内环的卸载刚度计算⽅法做了修正。
钢结构构件则采⽤了标准双折线滞回模型,卸载刚度使⽤弹性刚度,如图1-5所⽰。
图1-4 修正武⽥三折线滞回模型图1-5 标准双折线滞回模型1.3⾮线性梁柱单元程序采⽤了具有⾮线性铰特性的梁柱单元。
梁单元公式使⽤了柔度法(flexibility method),在荷载作⽤下的变形和位移使⽤了⼩变形和平截⾯假定理论(欧拉贝努利梁理论,Euler Bernoulli Beam Theory),并假设扭矩和轴⼒、弯矩成分互相独⽴⽆关联。
⾮线性梁柱单元可考虑了P-Δ效应,在分析的每个步骤都会考虑内⼒对⼏何刚度的影响重新更新⼏何刚度矩阵,并将⼏何刚度矩阵加到结构刚度矩阵中。
根据定义弯矩⾮线性特性关系的⽅法,⾮线性梁柱单元可分为弯矩-旋转⾓单元(集中铰模型)和弯矩-曲率单元(分布铰模型)。
动力弹塑性分析在超限高层建筑结构设计中的应用发表时间:2014-10-08T14:51:15.967Z 来源:《工程管理前沿》2014年第9期供稿作者:张全强[导读] 虽然静力弹塑性分析能估算出结构的非线性变形能力,分析结果相对于弹性分析的结果更符合结构的实际受力情况。
张全强莱芜市规划建筑设计院山东省莱芜市邮编:271100 摘要:随着我国国民经济的迅速发展,越来越多的超限高层建筑被应用到人们的生活中。
基于建筑结构设计的“三水准、两阶段”原则,在大震作用下需要对建筑结构的抗震可靠性做出评估。
动力弹塑性分析(时程分析法)能详细记录建筑结构在大震作用下的地震反应,是超限结构抗震分析的重要方法,本文针对时程分析法在超限结构的抗震设计分析需要注意的事项,做了一些分析,以备工程技术人员在设计时选择采用。
一、动力弹塑性分析的研究背景虽然静力弹塑性分析能估算出结构的非线性变形能力,分析结果相对于弹性分析的结果更符合结构的实际受力情况。
但静力弹塑性分析的能力反应谱为荷载-位移的单质点能力反应谱,不能全面考虑荷载作用的方式,静力弹塑性分析理论计算荷载作用方式与实际荷载作用方式存在偏差,不能真实的反应地震作用下结构的内力发展、结构耗能的情况。
同时,在大震作用下,结构会进入塑性变形,结构裂缝迅速发展从而导致结构的刚度矩阵发生改变,结构的内力也会发生内力重分布,这是静力分析无法解决的问题。
因此,必须要进行动力弹塑性分析。
动力弹塑性分析是对大震作用下的建筑结构抗震性能分析的一种常用的方法,建筑的抗震构造措施的做法则是基于大量的工程经验、理论分析、实验研究的结果。
我国对于建筑抗震设计的研究始于20世纪的70年代的河北唐山大地震之后,通过分析框架、剪力墙结构构件的恢复力特性试验结果,总结出一些经验、理论公式,并编制了动力弹塑性分析软件。
21世纪初,我国的学者开始学习欧美国家开发的三维结构分析软件,并将这些软件大量的用于建筑工程中,依据弹塑性分析软件,建立三维建筑结构分析的模型,对模型进行计算假定,选择材料本构关系、积分方法等,对结构进入塑性阶段后的塑性变形、内力发展进行分析,发现结构的薄弱部位,并依据分析的结果采用构造措施提高结构的抗震性能。
超高层建筑结构与弹塑性动力时程分析法一、前言随着经济的不断发展,城市内部的建筑物高度不断被刷新,各种高层建筑以及超高层建筑被不断的建设,对于这类建筑结构不能进行简单的叠加计算,需要依靠具有科学性的计算方法进行分析。
现如今常用的分析法是弹塑性动力时程分析法,这种分析法具有较高的精确度和准确度,可以对建筑结构进行定性分析,同时可以更好地反应地震对建筑物的影响。
二、工程概况某大型建筑地下2 层,地上33层,总建筑面积约为30 万m。
本工程±0.00 以下由裙房连为整体,±0.00 以上依据层数、高度、结构体系的不同共分为3 个单体,A 座,D 座与商业裙房构成大底盘单塔结构, B 座,C 座与商业裙房构成大底盘双塔结构。
本文论述仅针对B 座,C 座。
建筑结构设计使用年限:50 年;建筑结构安全等级:二级,对应结构重要性系数为1.0;抗震设防类别:根据规范GB50223—2008,本工程商业部分属人流密集的大型多层商场,抗震设防类别为重点设防类(乙)类建筑,写字楼部分抗震设防类别为标准设防类(丙)类建筑;抗震设防烈度为8 度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.20g;建筑场地类别:Ⅲ类;场地特征周期:0.45。
三、弹塑性动力、静力分析力学模型1.层模型它是把结构按层静力等效成质量弹簧串,然后再进行弹塑性动力反应分析。
层模型只能通过时程分析找到薄弱层,不能找到具体的薄弱杆件。
层模型动力时程分析计算由两部分组成,前一部分是层静力特性计算,这部分实际上就是一个小型的计算程序,采用增量法和能量法相结合,逐层计算结构的层间全曲线,并拟合成恢复力骨架曲线,并用三个点来简化描述该骨架曲线,即三线型骨架曲线,以此作为层刚度变化的控制点;后一部分是动力时程响应计算,基于集中质量、串联弹簧模型描述的层模型,采用Wilson—θ法计算结構的动力响应。
2.平面模型平面模型针对的是结构的一个局部——“榀”,对一榀框架进行时程分析,直接找出薄弱的杆件。
动力弹塑性时程分析技术在建筑结构抗震设计中的实践研究作者:张崑来源:《建筑工程技术与设计》2014年第34期【摘要】在社会经济的推动下,我国建筑行业有了进一步发展,加上城市化进程加快,工程项目增多,建筑企业也越来越多,竞争日益加剧。
现代化建筑对质量、经济、环保、外型等方面都非常重视,为实现多功能化,新技术、新材料相继被应用其中。
尤其是新技术,在提高工程质量、保证施工安全、达到减震设计上起着关键性作用。
就目前而言,我国建筑业在技术上并未发生质的变化,其中,动力弹塑性时程分析技术虽然已经达到国际水准,但整体水平与国外相比尚有差距,需继续努力。
本文通过对动力弹塑性时程分析技术的阐述,重点对动力弹塑性时程分析技术在建筑结构减震设计中的实践应用进行了研究。
【关键词】动力弹塑性时程分析技术;建筑结构;抗震设计;实践研究高层建筑是当前建筑的主要形式,新材料、新技术的应用使得建筑质量提高,功能越来越齐全。
但其结构设计也更复杂,施工难度加大,因此对其抗震施工技术提出了更高的要求。
高层建筑的投资数额较大,周期也相对较长,而动力弹性时程分析技术是一项综合性较强的技术工作,涉及每一个环节,一旦出现问题,必将影响到施工质量。
从而延误工期,甚至引发安全事故,带来严重的损失。
所以,在施工过程中,必须加强建筑结构抗震设计中对动力弹塑性时程分析技术的应用,进而保证及时解决潜在的隐患。
1.动力弹塑性时程分析技术概述弹塑性时程分析方法可以有效的将结构作为弹塑性振动体系进行相应的分析,并通过对地震波数据在地面运动中的输入应用,可以有效的进行下一步的积分运算,进而可以得出地面加速度随着时间的变化而发生的变化,同时,还可以得出结构的内力与变形随着时间的变化而变化的整个过程。
动力弹塑性时程分析技术的应用通常有以下几个步骤:第一,通过对几何模型的建立,进而实现网格的划分工作;第二,对材料的本构关系进行确定,并根据各个构件自身的单元类型及材料类型的确定,进而对结构的质量、刚度及阻尼矩阵进行确定;第三,根据本场地的地震波,并对模型的边界条件进行定义,进而得出相应的计算结果;第四,根据计算所得出的结果进行进一步的处理工作,并根据处理的结果进行结构整体性可靠度的评估。
超高层结构设计中弹塑性法的分析与应用摘要:随着经济的发展,现代建筑楼层数越来越大,如何保障超高层建筑的可靠性和安全性,是相关的工作人员需要进行探讨、研究的一项重要课题。
本文将对弹塑性法进行说明分析,并将该方法应用到超高层建筑的结构设计中。
关键词:弹塑性法;超高层随着经济的快速发展,现代建筑楼层数越来越大,对于这些超高层建筑结构的可靠性、安全性的保障,成为了相关工作人员需要进行研究的主要课题之一。
下面针对该问题,对弹塑性方法进行详细的介绍、研究,并将其应用到超高层建筑的结构设计中。
一、弹塑性分析方法概述弹塑性分析方法包括:静力弹塑性分析法、弹塑性动力时程分析法。
下面将对这两种方法进行详细的介绍。
首先,静力弹塑性分析法一般指静力推覆分析方法。
该分析方法根据结构实际情况,施加给建筑结构侧向力,且逐渐将该力的大小加大,使得结构经历一系列的过程,比如屈服、结构控制位移、裂开、弹性等,以便结构实现预期目标位移,或者成为机构,达到掌握建筑结构在地震的影响下的各种状况,如将发生的破坏机制、薄弱部位、变形与内力特性、塑性绞发生的次序、部位,以更好地判断建筑结构能否承受地震的作用。
其次,20世纪60年代逐渐形成了弹塑性动力时程分析法。
该方法主要研究的是超高层建筑的工程抗震以及抗震分析。
到20世纪80年代,该方法仍然是大部分的国家在抗震设计规范分析方面所使用的方法。
时程分析法属于动力分析方法,是其中的一种形式。
该分析法主要求解结构物的运动微分方程,利用时程分析可以掌握到各个时间点各个质点的加速度动力反应、移动速度和位移等,以计算出结构内力、变形的时程变化情况。
因为存在较大的输入输出的数据量,且较复杂,导致了在一段时间内时程分析法无法开展。
随着快速发展的计算机技术,时程分析方法取得了发展空间。
二、静力弹塑性分析法的分析应用实施静力弹塑性分析法需要进行的步骤如下所示:步骤一:准备工作。
具体包括:建立构件、结构的模型,如确定恢复力模型、物理常数、几何尺寸等;计算承载力;计算荷载等;步骤二:计算各种参数值。