结构抗震-时程分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,结构抗震分析,动力时程分析方法,1,、时程分析方法步骤,开始,输入结构总体信息、,几何与材料信息,其它有关信息,计算有关参数,求初始弹性单刚、,形成总刚、进行线性,静力分析，计算初,始变形、初始内力,求结构抗侧总刚、,进行线性动力分析、,求自振频率,求阻尼矩阵,求结构二阶效应,几何非线性矩阵,逐步输入,地震地面,运动加速,度记录,求非线性单刚、,形成总刚、,求结构抗侧总刚,形成增量动,力微分方程,解增量动力微分方,程求主自由度位移,速度、加速度增量,1,、时程分析方法步骤,解增量动力微分方,程求主自由度位移,速度、加速度增量,求主自由度位移,速度、加速度,求副自由度,位移增量,求单元内力、,变形增量，,拐点处理,加速度记录,是否结束,输出结果,结束,是,否,返回第三步,2,、构件非线性单元模型,微观单元模型,宏观单元模型,微观单元模型主要有平面应力元、三维实体单元、纤维模型、板壳单元，,难点：材料本构关系的特殊性和复杂性，,离散化整体式、组合式、别离式,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,以结构中的各构件，如梁、柱、墙为根本分析单元，通过简化处理将其简化为一个非线性分析单元。,杆：集中塑性铰模型、分布塑性区模型,Clough：双分量,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,Aoyama,：三分量,考虑了开裂非线性的影响，能采用三线型恢复力滞洄模型,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,变刚度三分段模型,单元两端分布有限长度塑性区域，中间那么保持弹性,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,变刚度五分段模型,单元两端屈服后非线性区域，开裂后非线性区域、中间那么保持弹性,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,剪力墙的模型,等效梁模型、墙板单元模型、等效桁架模型，三垂直杆单元模型，多垂直杆单元模型，二维板单元模型,三垂直杆单元模型,转动弹簧难与边柱变形协调；,相对转动中心高度,rh,难以确定,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,剪力墙的模型,多垂直杆单元模型,2,、构件非线性单元模型,宏观单元模型,剪力墙的模型,考虑垂直杆剪切刚度的多垂直杆单元模型,3,、结构分析模型,层间模型,杆系模型,杆系,-,层间模型,平面应力元模型,3,、结构分析模型,层间模型,剪切模型是一种简单的层间模型，将质量集中在楼层，不考虑楼层变形，每一楼层只考虑一个自由度,由于忽略了弯曲效应，只适用于高宽比较小，梁板刚度较大，柱先屈服的强梁弱柱型框架。,3,、结构分析模型,杆系模型,以杆件作为结构的根本单元，梁、柱、墙均简化为以其轴线表示的杆件，将其质量堆积在节点处或者采用考虑杆件质量分布单元质量矩阵。,优点：能明确各构件在每一时刻的受力与弹塑性状态，由于放弃了楼面刚性假设，能更好地模拟楼面大开洞、错层及风车型等复杂平、立面结构。,缺点：自由度数多，计算慢,3,、结构分析模型,杆系-层间模型,将每层质量集中于质心，对平面分析每层仅考虑集中质量的水平振动，对空间分析每层考虑两个方向的水平振动和楼层平面内的扭转振动。,形成结构静力总刚时，以杆件为根本单元，假设楼板平面内刚度无穷大，组装成静力总刚后，采用静力缩聚法、高斯消元法或柔度矩阵求逆法得到动力总刚。,3,、结构分析模型,平面应力元模型,用于分析剪力墙体系的力学模型,4,、构件恢复力模型,曲线型恢复力模型,简化分段线性的折线型恢复力模型,折线型主要有：二线型、三线型、四线型带负刚度段、退化二线型、退化三线型、指向原点型和滑移型,杆单元：一般用退化三线型,剪力墙：一般用指向原点型,4,、构件恢复力模型,确定恢复力骨架曲线的方法：,试验方法,计算机方法,实用方法,4,、构件恢复力模型,确定恢复力骨架曲线的方法：,开裂点：,屈服点,破坏点,反向开裂点：,反向屈服点,反向破坏点,4,、构件恢复力模型,1,2,3,8,8,6,11,8,12,4,5,10,7,9,10,13,9,9,10,11,11,10,11,8,4,、构件恢复力模型,确定恢复力骨架曲线的方法：,各状态刚度：,几何非线性,1,、建立单元刚度矩阵时考虑轴力的几何非线性；,2,、在整体结构的水平上来考虑几何非线性的,P-,效应的几何刚度矩阵,4,、构件恢复力模型,几何非线性,采用与重力产生的倾覆力矩等效的等效侧向荷载来代替重力效应,第r层的重力效应以假设力Fr表示，那么：,4,、构件恢复力模型,写成矩阵形式,4,、构件恢复力模型,例,7.,m,1,m,2,=,刚度矩阵,阻尼矩阵,一般采用,Rayleigh,，,4,、构件恢复力模型,