静力弹塑性和动力弹塑性几个热点问题分钟

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,2010-12-7,#,静力弹塑性,和动力弹塑性分析,几个热点问题,目 录,为什么要做静力或动力弹塑性分析？,是做静力弹塑性还是做动力弹塑性？,影响分析结果的因素？,初始荷载要用施工阶段分析结果吗？,Pushover,分析应选择什么样的加载模式？,如何选取动力弹塑性的地震波？,用铰模型还是纤维模型？,要考虑楼板的弹塑性吗？,目 录,看什么结果？如何整理结果？,我能学会吗？需要多久能学会？,其它几个问题,动力弹塑性分析采用显式积分还是隐式积分,计算铰特性值时用材料的设计值？标准值？极限值？,泊松比对墙单元非线性分析的影响？,墙单元在非线性分析时的剪切模量取值？,如何判断墙是否发生了剪切破坏？,分析时间问题,目 录,为什么要做静力或动力弹塑性分析？,为什么要做静力或动力弹塑性分析？,你知道自己设计的结构到底能抵抗多大的地震吗？,你知道自己设计的结构在大震时什么地方先破坏吗？,你知道自己设计的结构是先发生剪切破坏还是弯曲破坏？,结构屈服后还能抵抗多大的地震力和变形,？,你用实配钢筋验算过“强剪弱弯”、“强柱弱梁”吗？,大震下要结构要保持弹性需要多大截面和配筋？,目 录,2.,是做静力弹塑性还是做动力弹塑性？,2.,是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？,静,力弹塑性的优点：,简单方便、概念清晰,计算效率高,整理结果较为容易,静,力弹塑性的弱点：,只适合多层结构,不能准确计算出铰顺序,不能反映结构的动力特性,(,滞回特性,),2.,是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？,动力弹塑性的优点：,能够反映结构的动力特性,正确反映出铰顺序,相对准确的反映结构的实际受力状态,动力弹塑性的弱点：,理论较为复杂，难于学习掌握,分析结果受地震波等参数影响较大,计算时间较长且整理结果较为繁琐,2.,是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？,新抗规,5.5.2,条规定：,“,应,”进行弹塑性变形验算的结构如下：,1),8,度,III,、,IV,类场地和,9,度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；,2),7,9,度时楼层屈服强度系数小于,0.5,的钢筋混凝土框架结构；,3),高度大于,150m,的结构,；,4),甲类建筑和,9,度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；,5),采用隔震和消能减震设计的结构；,“,宜,”进行弹塑性变形验算的结构如下：,1),表,5.1.2-1,所列高度范围且属于表,3.4.2-2,所列,竖向不规则,类型的高层建筑结构；,2),7,度,III,、,IV,类场地和,8,度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；,3),板柱,-,抗震墙结构,和底部框架砖房；,4),高度不大于,150m,的其它高层钢结构。,5),不规则的地下建筑结构和地下空间综合体。,2.,是做静力弹塑性还是做动力弹塑性分析？,高度,200m,时，应采用弹塑性时程分析法；,高度在,150,200m,时，可视结构不规则程度选择静力或时程分析法。,高度超过,300m,的结构，应由,两个独立的计算，,进行核；,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,弹塑性时程分析,宜,采用双向或三向地震输入,构件的几何尺寸、混凝土构件,所配的钢筋,和型钢、混合结构的钢构件应按,实际情况,参与计算。,钢筋和混凝土材料的本构关系可按现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,的有关规定采用。,应,考虑几何非线性影响,新高规,3.11.4,条、规定：,目 录,3.,影响分析结果的因素？,3,.,影响分析结果的因素？,线性设计结果,-,不能有超筋超限的构件,荷载,-,初始荷载作用下不要有屈服的构件,- Pushover,：加载模式,(,层剪力模式,),-,动力弹塑性：地震波,铰特性,-,是否采用了实配钢筋计算的？,-,如何计算的？（标准值、设计值、平均值,),-,纤维的划分精度,程序非线性分析方法的收敛性,5.,人为操作失误,目 录,4.,初始荷载要用施工阶段分析结果吗？,4.,初始荷载要使用施工阶段结果吗？,选择初始荷载的目的,-,实际上要选择的是初始内力状态,-,计算,初始状态基础上的地震作用效应,理论上应使用施工阶段分析的内力结果,-,考虑和不考虑施工阶段分析，内力结果相差较大,准确的施工阶段分析,-,要考虑实际的结构、荷载、边界的变化,目前一般采用,DL+0.5*LL,（,FEMA,建议,0.25*LL),目 录,5. Pushover,分析应选择什么样的加载模式？,5,. Pushover,分析应选取什么样的加载模式？,Pushover,分析的加载模式,-,静力荷载工况、等加速度、振型、层地震剪力,原则：应反映实际的地震力分布,一般选择：第一振型,-,原因：多层结构的地震力接近倒三角形，与第一振型接近,推荐：层剪力模式，对高层或不规则结构更接近实际的地震力分布,固定加载模式的理论缺陷：加载模式在分析过程中不变,目 录,6.,如何选取动力弹塑性的地震波？,6.,如何选取动力弹塑性分析地震波？,合理选波的三个方面,选取频谱特性,Tg,、持续时间满足要求的波,选取满足抗规,5.1.2,要求的三条波,(,两条实际，一条人工,),-,三条波平均影响系数的要求,-,三条波基底剪力的要求,合理调幅,-,用有效峰值加速度调幅,目 录,7.,用铰模型还是纤维模型？,7.,铰模型和纤维模型的优缺点？,铰模型的优点,容易判断构件层面的损伤,可以考虑剪切破坏,计算效率相比纤维模型要高,铰模型的缺点,不能判断截面局部的损伤,-,什么地方开裂、压碎，哪些钢筋屈服等,7.,铰模型和纤维模型的优缺点？,纤维模型的特点,(,受纤维数量、变形协调的影响,),目 录,8.,需用考虑楼板的弹塑性吗？,8.,需要考虑楼板的动力弹塑性吗？,理论上需要,楼板钢筋的影响,楼板刚度的变化对横向分析结果的影响,可能会影响梁、柱、墙的出铰顺序,实现起来有难度,如何考虑楼板配筋,-,板的单元划分很不规则，如何找到对应位置的配筋,应力集中的影响,-,楼板与墙、连梁等连接位置在横向荷载作用下会产生应力集中,-,应力集中位置很容易过早进入塑性，这是不真实的,-,这会影响分析结果的准确性和分析的收敛性,目 录,9.,看什么结果？如何整理结果？,结构大师差别化功能,新流程、新技术、新设计：第三代结构设计解决方案,静力弹塑性结果,动力弹塑性结果,结果比较,结构大师差别化功能,新流程、新技术、新设计：第三代结构设计解决方案,静力弹塑性结果,性能点位置（中震、大震）,弹塑性层间位移角：看附录,M,规定,基底剪力：大震,/,反应谱结果的约,3,倍,构件承载力：验算方法看附录,M,规定,出铰类型,符合强柱弱梁、强剪弱弯要求,注意：,Pushover,分析不能准确获得出铰顺序,结构大师差别化功能,新流程、新技术、新设计：第三代结构设计解决方案,动力弹塑性结果,查看最大、最小值（中震、大震）,弹塑性层间位移角：看附录,M,规定,基底剪力：大震下位反应谱结果的约,3,倍,构件承载力：验算方法看附录,M,规定,出铰顺序、出铰类型,符合强柱弱梁、强剪弱弯要求,静力弹塑性与动力弹塑性分析结果比较,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,-,最大层间位移角,小震,(29,step),中震,(36 Step),大震,(191 Step),191 Step,容许弹塑性,层间位移角,1/100,容许弹性,层间位移角,1/800,静力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,性能点,12,th,Story,211 step,191 step,100 step,12,th,Story,100 step,150 step,12,th,Story,191 step,(,性能点步骤,),12,th,Story,211 step,(,极限,),150 step,静力弹塑性分析结果,-,各步骤框架铰状态,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,墙铰状态,(,砼抗压破坏,),1,st,Story,191 step,砼抗压破坏等级,1,st,Story,211 step,静力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,墙铰状态（混凝土剪切破坏,),1,st,Story,191 step (,性能点,),砼剪切破坏等级,1,st,Story,211 step (,最终,),1,st,Story,52 step (,屈服,),静力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,墙铰状态（钢筋破坏,),9,th,Story,191 step,钢筋破坏等级,9,th,Story,211 step,静力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,-,层剪力、层间位移角,动力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,-,连梁的滞回曲线,动力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,-,混凝土墙的应力,-,应变曲线,试验数据,动力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师, 延性系数,(D/D1),10 Seconds,El Centro Earthquake Wave,1,st,Story,动力弹塑性分析结果,3.,多样的非线性分析结果,结构大师,目 录,10.,我能学会吗？需要学多久？,1,.,静力弹塑性,/,动力弹塑性分析数据自动生成功能,1.,只需一键，就能生成所有分析数据！,结构大师,2,.,可导入实际配筋计算构件的铰特性,2.,只需一键，就可导入施工图中的实际配筋后准确计算所有构件的铰特性,绘图师中的实际配筋,结构大师,目 录,其它几个问题,动力弹塑性分析采用显式积分还是隐式积分,显式积分优点：非线性分析容易收敛,显式积分的使用：爆炸（,1/1000,秒）、非线性特性明显的结构,建筑结构,：隐式,积分足够（地震波时间步长,0.02,秒）,目 录,其它几个问题,计算铰特性值时用材料的标准值？设计值？平均值？,按附录,M,规定,一般开裂弯矩、屈服弯矩用标准值,极限弯矩用极限值,混凝土一般推荐用三折线铰，钢结构用双折线铰,混凝土用四折线武田模型、,FEMA,铰时才有极限值,目 录,其它几个问题,泊松比对墙单元非线性分析的影响？,墙单元在非线性分析时的剪切模量取值？,如何判断墙是否发生了剪切破坏？,分析时间问题,我们要做的是技术的普及。,非线性分析将不在是。,神秘的或遥不可及的。,未来三十年，,midas,将是您最值得,信赖的朋友,。,第三代结构设计产品,新流程、新技术、新设计,打造结构设计人员幸福生活！,