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消能减震结构动力弹性时程分析摘要：越来越多的消能减震技术运用于结构的抗震加固中，如云南某建筑采用剪切型阻尼器降低结构地震反应。
本文简要介绍剪切型阻尼器构造，采用有限元软件对该结构进行加固前和加固后动力弹性时程分析，分析结果对比表明：该消能减震结构不仅能满足规范要求，而且能显著提高结构在地震作用下的抗震性能。
关键词：剪切型阻尼器；动力弹性时程分析；抗震性能引言剪切型阻尼器由耗能钢板（剪切钢板），翼缘板，加劲板及连接板组成。
耗能钢板是阻尼器的核心部分，受力时消耗能量。
加劲板布置于耗能钢板两侧，一侧采用横向加劲，另一侧采用竖向加劲，防止耗能钢板局部屈曲，对于加劲板而言，不仅要防止局部屈曲，还要有足够的刚度形成固定边界以延缓腹板局部屈曲的发生[1]。
翼缘板主要是为阻尼器提供面外刚度，防止面外刚度过小而出现阻尼器面外较面内先屈服。
连接板是阻尼器与结构的连接构件，可通过螺栓或焊接与结构构件连接。
剪切型阻尼器的原理是利用剪切板平面内产生剪切变形以达到消能减震的目的，其滞回曲线稳定，疲劳性能好，变形能力强，是一类理想的耗能减震产品。
工程概况本工程为7层钢筋混凝土框架结构，1层层高为5.7m，2~3层层高为4.2m，4~7层层高为3.6m。
各层梁、板混凝土强度等级为C30，柱混凝土强度等级为C40。
所有梁、柱、板纵向受力钢筋为HRB400，箍筋为HRB335。
建筑抗震设防类别乙类，结构安全等级一级，设防烈度为8度（0.2g），地震分组为第二组，场地类别II类，框架抗震等级一级，场地特征周期0.4s。
本文采用Midas/Gen软件进行结构加固前和加固后动力弹性时程分析。
结合建筑平面及结构平面特点，在结构的2~4层布置支撑式剪切型阻尼器，每个楼层X、Y向各布置两组，共计12组支撑式剪切型阻尼器，X、Y向各6组。
剪切型阻尼器考虑多遇地震耗能，提供附加阻尼比 3.5%，结构固有阻尼比5%，结构总阻尼比为8.5%。
阻尼器的布置位置如图1所示。
混凝土框架结构在地震作用下的动力分析【摘要】：动力时程分析方法可以充分考虑结构的组成形式、结构刚度以及结构的材料性质等因素，通过分析，可以得到结构的自振周期、阻尼系数以及各阶振型等，这些动力特性为进行结构设计提供了基本参数，本文介绍了框架结构动力时程分析的方法，给出了结构动力方程以及动力微分方程的求解方法，通过对一框架结构进行动力有限元分析，验证了本文介绍的方法，为实际工程设计提供了参考。
【关键词】：框架抗震有限元中图分类号： tu323.5文献标识码：a 文章编号：1 前言近年来，结构抗震设计的动力分析理论已经逐渐成熟，动力时程分析是一种输入地震波，直接计算结构地震反应的分析方法[1]。
对结构进行动力时程分析，可以对结构的组成形式、结构刚度以及结构的材料性质等因素进行考虑，能够描述结构在地震作用下的状态及破坏过程，能够计算地震反应全过程中各时刻结构的内力和变形状态等详细信息，具有“全过程仿真的特点”，是一种比较可靠的方法，它的使用可以使结构的安全性大大提高，具有极为重要的意义。
2结构动力分析地震作用是结构动力分析中最重要的外部荷载。
结构在地震荷载作用下，结构的运动微分方程可以表示为[2]：（1）其中：为结构的质量矩阵；为结构的阻尼矩阵；为结构的总刚度矩阵。
由于输入地震时地面运动加速度的时程曲线很难用时间的简单函数来表示。
所以，框架结构地震运动方程（1）的求解只有用数值积分法。
数值积分法就是：将地震时间分割成许多小时段，运用运动微分方程，根据某个时间段初各质点的位移、速度、加速度求出该时段末的各质点的位移、速度、加速度。
再将该值作为下一时段的初值，去计算下一个时段末的各个量。
以此类推，直至地震波终了。
一般情况下，地震作用下动力分析[3]的方法有两种：一种方法是指地震运动时地面的加速度，是时间的已知函数，在加速度的作用下，求出结构的动力反应；另一种是指地震作用时地面运动的加速度不是时间的确定函数，将任意时间段的加速度看成是一个随机变量，所以分析结构的动力反应时须用随机振动理论来分析。
第37卷第1期2021年2月结构工程师Structural Engineers Vol.37，No.1Feb.2021基于IDA的全钢管混凝土框架结构地震易损性研究孙晓静杨锋*张海涛（上海大学土木工程系，上海201900）摘要为研究全钢管混凝土住宅框架结构的性能，通过OpenSees平台建立了16层全钢管混凝土框架的有限元模型，基于增量动力分析的方法对结构进行不同强度地震作用下的动力时程分析，定义了不同破坏状态下的结构性能水准，根据概率需求分析模型得到地震易损性曲线，并结合易损性指数定量的评价结构震后破坏程度。
结果表明：随着PGA的增大，易损性曲线趋向平缓，说明该类结构具有较好的延性和抗倒塌能力。
通过易损性指数评估发现，结构在小震及中震作用下分别处于基本完好与轻微破坏的状态，在大震作用下不易发生严重破坏。
研究结果可为全钢管混凝土纯框架结构的设计应用及抗震性能评估作参考。
关键词全钢管混凝土，增量动力分析，易损性Seismic Vulnerability Study of Concrete Filled Steel TubularFrame Based on IDASUN Xiaojing YANG Feng*ZHANG Haitao（Department of Civil Engineering，Shanghai University，Shanghai201900，China）Abstract In order to study the seismic performance of the concrete filled steel tube frame structure applied to residential system，the finite element model of a concrete filled steel tube frame with16stories was established by OpenSees.Based on the incremental dynamic analysis method，the dynamic time history analysis of the structure under different strength earthquake was carried out.and the structural performance level under different failure state was defined.Then the seismic vulnerability curve was obtained according to the probability demand analysis model.Finally，the damage degree of the structure after earthquake was evaluated quantitatively combining with the vulnerability index.The results show that the vulnerability curve tends to be gentle with the increase of PGA，which shows that concrete filled steel tubular structure has better ductility and anti-collapse capabilities.Through the vulnerability index，the structure is basically in good condition and slightly damaged.under the action of small earthquake and medium earthquake.Besides，the structure will not easily be seriously damaged under the large earthquake.evaluation.The research can be used as a reference for the design application and seismic performance evaluation of concrete filled steel tubular pure frame. Keywords concrete filled steel tube frame，IDA，vulnerability收稿日期：2019-12-19基金项目：上海市科学技术委员会技术标准专项基金（13DZ0501700）作者简介：孙晓静，女，硕士研究生，研究方向为钢混组合结构。
论动力弹塑性分析在建筑结构设计中应用的若干问题摘要：近些年来，我国经济得到了较为快速的发展，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，本文通过对某物业1#楼大震弹塑性受力分析，证实该结构体系可实现大震不倒的总体设防目标；并给出了转换梁受力的薄弱部位及相应的加强措施，供同行参考。
关键词：框支框架；转换层；抗震性能；弹塑性分析；动力响应一、工程概述该工程由是由七栋11层的住宅组合的小区，住宅层高2.9米，建设用地面积为64580.59m2，总建筑面积为152405.28m2。
是典型的下部地铁车辆基地和上部住宅合为一体的综合建筑群。
该工程首层为停车库及设备用房，9米平台为停车库，15米平台为住宅首层，结构15米平台设缝将上部住宅分为多塔或单塔。
二、工程特点及研究内容本工程主要特点：1．竖向体型收进地铁上盖通过结构分缝划分了多个结构单位，导致一部分地铁上盖结构单元上放置了一个住宅结构单元，另一部分放置了2个住宅结构单元；由于地铁上盖结构单元的平面尺寸大于住宅单元的平面尺寸，形成了大底盘单塔或多塔结构。
1#楼地铁上盖结构单元平面尺寸为60m*99m，住宅仅为48m*11.7m，竖向体型收进较大。
2．扭转不规则通过小震作用下分析，结构在水平地震力作用下并考虑偶然偏心时的位移比大于1.2，为扭转不规则结构。
3．竖向不规则与传统的框支剪力墙结构不同，本工程上部住宅采用钢筋混凝土框架结构，在15米平台上对住宅部分的框架柱进行了转换，形成了竖向不连续的框支框架转换结构。
本工程研究的主要内容：目前规范条文尚未有对框支框架结构的相关要求，因此研究框支框架结构在大震作用下的受力性能将是本文的主要内容；主要体现在：1，大震作用下结构整体的非线性动力响应；2，结构构件损伤与塑性的发展过程；3，框支梁在大震作用下的受力性能。
某框架结构动力时程反应分析研究
摘要：结构动力时程分析法是结构动力分析在经历静力法和反应谱法两阶段之后发展起来的。
动力时程分析法较反应谱法或拟静力弹塑性分析法更能准确地反映了结构在动力荷载作用下的内力和位移变化, 因而在结构振动及结构抗震计算方面应用广泛。
本文根据抗震规范，对一四层钢筋混凝土框架结构进行动力时程分析，将结构作为弹塑性振动系统, 施加动力荷载, 用逐步积分的方式求解依据结构弹塑性恢复力特性建立的动力方程, 直接计算结构在动力荷载作用下的位移、速度和加速度时程反应, 从而能够描述结构在动力荷载作用下，在弹性和非弹性阶段的内力变化，以及结构逐步开裂、屈服、破坏直至倒塌的全过程，对结构的设计进行指导。
关键词：时程分析反应谱弹塑性
1 前言
地震时地面运动是一个复杂的时间－空间过程，地震反应分析的发展经过了静力、反应谱、动力三个阶段，现行的抗震设计方法包括反应谱法和时程分析法[1]。
动力阶段又可分为线性和非线性两个阶段，随机分析方法和确定性分析方法是在这一阶段共同发展起来的两种方法。
确定性分析方法又可分为反应谱分析法和时程分析法，相应地形成三种方法，即：反应谱分析方法、时程分析方法和随机分析方法。
人们对结构多维地震响应研究主要从反应谱和动力研究这两个阶段进行的。
2 方法比较
根据《建筑结构抗震规范》，对单自由度体系，给定场地条件以及结构的自振周期和阻尼比，便可以从反应谱中获得结构的最大地震响应（位移、速度和加速度），进而可求出结构的地震力。
对于多自由度体系，首先采用多自由度体系的反应谱理论，即先利用模态分析法将多自由度体系分解为一系列广义单自由度体系，最后将各振型的最大值用一定的振型组合方法组合出结构的最大地震反应[2]。
由于反应谱方法基本正确地反映了地震动特性，并考虑了结构的动力特性，所以对于一般的结构而言，具有良好的精度，且概念明确，计算方便。
地震地面运动是一个非平稳随机过程，而随机振动法充分考虑了地震发生的概率特性，所以普遍认为随机振动法是一种合理的分析方法[3] 。
但是，随机振动法的缺点是它的计算量庞大而且对于非线性问题可能引起较大的误差，在处理罕遇地震下的强非线性问题时有其局限性。
时程分析法是确定性动力分析方法的一种，是发展较为成熟、应用较多的一种方法。
由于这种分析方法是在离散时间点上一步一步地求响应的数值解，所以该法可以在任一时间点上随时修改结构参数，很适合于处理参数随时间变化的非
线性问题[4]。
它既可虑地震波的多维多点输入，还可以考虑结构几何非线性、物理非线性、非比例阻尼和桩－土－结构相互作用等的地震反应。
常用的积分方法有线性加速度法、Wilson-θ法和Newmark法。
3 动力时程分析理论
逐步积分数值方法特别适用于计算大型结构在地震作用下的动力响应,其无需像振型叠加法那样要预先花费很多的工作量计算频率和振型。
此外,由于计算中考虑几何非线性大变形的影响,本文中采用Newmark 逐步积分方法求解[5]。
Δt 时间步内增量形式的振动平衡方程为：
4 框架结构时程分析
某4层钢筋混凝土框架结构，层高3.3m，跨度6m，每层4个开间，每个开间3.9m，框架柱为500mm×500mm，框架梁分别为250mm×600mm（横向）、250mm ×400mm（纵向），楼面恒荷载4.5KN/m2，活荷载3KN/m2，屋面恒载2.8KN/m2，活荷载2.5KN/m2。
结构平面尺寸如图1所示。
分别选用EL-centro波、Maxcit 波、Taft波施加在结构上，波形如图2所示，所用地震波加速度时程曲线的最大值调整为260gal，进行动力时程分析。
运用Midas软件对结构进行非线性时程分析[7]，采用直接积分法，可以得到结构前四阶振型如图3所示，各层位移时程如图4所示，可以看出，各层在8s及29s前后位移较大，一至四层最大位移分别为0.689m，0.166m，0.228m，0.318m，超过了层高的1/50，因此需进行调整构件尺寸及材料强度。
5 结论
本文通过对动力时程方法的介绍以及某框架结构的动力时程分析，可以得到：
（1）时间历程分析方法比反应谱法和随机振动法有更强的适应性。
可以将地震输入的特性与结构的固有特性很好地联系起来，特别是能与结构的弹塑性地震反应联系起来。
（2）直接积分方法与其它方法比较，一般计算量较大，但能给出多点输入结构反应的全过程，且可进行弹塑性分析。
（3）在进行时程分析过程中，利用上述方法计算结构反应关键的是地震动的描述，即恰当地输入地震波。
（4）分析和结果存在一定的局限性，即计算结果仅仅是选择地震波的反应，若选择另外一条地震波，计算结果可能差别很大；
（5）为得到结构反应的统计结果，必须对多条地震波进分析，计算工作量大。
参考文献
[1] 建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001
[2] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2001
[3] 赖伟，周志浩. MATLAB在结构地震动力分析中的应用[J]. 四川大学学报(工程科学版)，2000（05）：14-17
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[5] 黄怡，王元清，石永久. 框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J]. 四川建筑科学研究，2005（06）：140-143
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[7] Midas Gen Structural Engineering System Analysis & Design。
