抗震分析設(shè)計在midas中的實現(xiàn)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1抗震分析設(shè)計抗震分析設(shè)計(shj)在在midas中的實現(xiàn)中的實現(xiàn)第一頁，共62頁。抗震分析抗震分析(fnx)設(shè)計方法：設(shè)計方法： 底部剪力法底部剪力法 反應(yīng)反應(yīng)(fnyng)(fnyng)譜分析譜分析彈性時程分析彈性時程分析小震不壞小震不壞中震可修中震可修大震不倒大震不倒靜力彈塑性分析（靜力彈塑性分析（PUHSOVER)動力彈塑性分析動力彈塑性分析第1頁/共61頁第二頁，共62頁。小震分析小震分析(fnx)第2頁/共61頁第三頁，共62頁?？挂?guī)抗規(guī)5.15.1條要求：條要求：我國抗規(guī)建議，對特別不規(guī)則的建筑，甲類建筑，我國抗規(guī)建議，對特別不規(guī)則的建筑，甲類建筑，7 7、8 8度區(qū)，一、

2、二類場地上高度大于度區(qū)，一、二類場地上高度大于80m80m的建筑，的建筑，8 8度區(qū)三、四類場地和度區(qū)三、四類場地和9 9度區(qū)高度大于度區(qū)高度大于60m60m的建筑采用彈性的建筑采用彈性(tnxng)(tnxng)時程分析法對其在多遇地震下的抗震承載力與變形進行補充計算。時程分析法對其在多遇地震下的抗震承載力與變形進行補充計算。彈性時程分析彈性時程分析(fnx)(fnx)時，每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的時，每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的65% 65% ，多條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計算

3、結(jié)果的，多條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的80%80%。第3頁/共61頁第四頁，共62頁。n 頻譜特性頻譜特性n由特征周期反映，依據(jù)所處的場地類型和特征周期分區(qū)確定。由特征周期反映，依據(jù)所處的場地類型和特征周期分區(qū)確定。 n 有效峰值有效峰值n建筑抗震設(shè)計規(guī)范時程分析所用建筑抗震設(shè)計規(guī)范時程分析所用(su yn)地震加速度時程曲線的最大值地震加速度時程曲線的最大值 (cm/s2) n 持續(xù)時間持續(xù)時間n 一類指地震地面加速度值大于某值的時間總和。一類指地震地面加速度值大于某值的時間總和。 n 一類以相對值定義相對持時，即最先與最后一個之間的時段長度。一類

4、以相對值定義相對持時，即最先與最后一個之間的時段長度。 地震影響地震影響6度度7度度8度度9度度多遇地震多遇地震1835(55)70(110)140罕遇地震罕遇地震-220(310)400(510)620第4頁/共61頁第五頁，共62頁。定義定義(dngy)(dngy)地震波地震波-頻譜特性頻譜特性程序程序(chngx)(chngx)自帶自帶3030多條地震波，如下圖多條地震波，如下圖對于自定義的地震波，可以采用對于自定義的地震波，可以采用execlexecl表格直接粘貼或采用地震波生成器生成表格直接粘貼或采用地震波生成器生成第5頁/共61頁第六頁，共62頁。定義定義(dngy)(dngy)地

5、震波地震波-峰值加速度峰值加速度規(guī)范規(guī)范5.1.25.1.2條規(guī)定地震波峰值條規(guī)定地震波峰值(fn zh)(fn zh)如下圖：如下圖：表表5.1.2-25.1.2-2時程分析所用地震加速度時程曲線的最大值（時程分析所用地震加速度時程曲線的最大值（cm/s2)cm/s2)地震影響地震影響6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度多遇地震多遇地震181835(55)35(55)70(110)70(110)140140罕遇地震罕遇地震一一220220（310310）400400（510510）620620注：括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為注：括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為0.15g0

6、.15g和和0.30g0.30g的地區(qū)。的地區(qū)。對地震波進行調(diào)整第6頁/共61頁第七頁，共62頁。定義定義(dngy)(dngy)時程荷載工況時程荷載工況-持續(xù)時間持續(xù)時間分析時間分析時間：時程分析的總的時間長度高規(guī)3.3.5規(guī)定如下： 地震波的持續(xù)時間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期的34倍，也不宜少于12s，地震波的時間間距可取0.01s或0.02s 輸出時間步長：輸出時間步長：輸出時程分析結(jié)果的時間步驟數(shù)。將以(輸出步驟數(shù) x 時間增量)的間隔生成結(jié)果。接續(xù)前次：接續(xù)前次：把前次荷載工況的位移、速度、加速度、內(nèi)力、鉸的狀態(tài)、非線性連接單元等作為這次荷載工況的初始條件進行分析 阻尼：阻尼：程序

7、提供1.振型阻尼2.質(zhì)量和剛度因子（瑞利阻尼）3.應(yīng)變能因子說明：說明：采用振型疊加法，一定要定義特征值分析控制第7頁/共61頁第八頁，共62頁。定義定義(dngy)(dngy)地面加速度地面加速度函數(shù)名稱函數(shù)名稱：從列表中選擇要使用的地面加速度。系數(shù)：地面加速度的整系數(shù)。到達時間：地面加速度開始作用于結(jié)構(gòu)上的時間。注:在到達時間之前的時間，地面加速度的數(shù)據(jù)為零，對結(jié)構(gòu)不發(fā)生作用。定義到達時間的目的是反映幾個時程荷載作用在同一結(jié)構(gòu)上，且各荷載發(fā)生作用的時間不同時的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。水平地面加速度的角度：水平地面加速度作用方向與整體坐標(biāo)系X軸的夾角。第8頁/共61頁第九頁，共62頁。層間位移層間位移(w

8、iy)(wiy)角角層剪力層剪力第9頁/共61頁第十頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計第10頁/共61頁第十一頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計抗規(guī)中對中震設(shè)計的內(nèi)容涉及很少，僅在總則中提到抗規(guī)中對中震設(shè)計的內(nèi)容涉及很少，僅在總則中提到“小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震的抗震(kngzhn)設(shè)防目標(biāo)，但沒有給出中震設(shè)計的判斷標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，我國目前的抗震設(shè)防目標(biāo)，但沒有給出中震設(shè)計的判斷標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，我國目前的抗震(kngzhn)設(shè)計是以小震為設(shè)計基礎(chǔ)的，中震和大震則是通過地震力的調(diào)整系數(shù)和各種抗震設(shè)計是以小震為設(shè)計基礎(chǔ)的，中震和大

9、震則是通過地震力的調(diào)整系數(shù)和各種抗震(kngzhn)構(gòu)造措施來保證的，但隨著復(fù)雜結(jié)構(gòu)、超高超限結(jié)構(gòu)越來越多，對中震的設(shè)計要求也越來越多，目前工程界對于結(jié)構(gòu)的中震設(shè)計有兩種方法：構(gòu)造措施來保證的，但隨著復(fù)雜結(jié)構(gòu)、超高超限結(jié)構(gòu)越來越多，對中震的設(shè)計要求也越來越多，目前工程界對于結(jié)構(gòu)的中震設(shè)計有兩種方法：第一種按照中震彈性設(shè)計；第一種按照中震彈性設(shè)計；第二種是按照中震不屈服設(shè)計；第二種是按照中震不屈服設(shè)計；而這兩種設(shè)計方法在而這兩種設(shè)計方法在MIDAS/Gen中都可以實現(xiàn)中都可以實現(xiàn)第11頁/共61頁第十二頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計一、中震彈性設(shè)計一、中震彈性設(shè)計結(jié)構(gòu)的抗震承載

10、力滿足彈性設(shè)計要求，最大地震影響系數(shù)結(jié)構(gòu)的抗震承載力滿足彈性設(shè)計要求，最大地震影響系數(shù)按表按表1取值，在中震作用下，設(shè)計時可不考慮地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)（即強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整系數(shù)），但應(yīng)采用作用分項系數(shù)、材料分項系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)，構(gòu)件取值，在中震作用下，設(shè)計時可不考慮地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)（即強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整系數(shù)），但應(yīng)采用作用分項系數(shù)、材料分項系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)，構(gòu)件(gujin)的承載力計算時材料強度采用設(shè)計值。的承載力計算時材料強度采用設(shè)計值。設(shè)防烈度7度7.5度8度8.5度9度小震0.080.120.160.240.32中震0.230.330.460.660.80大

11、震0.500.720.901.201.40中震放大系數(shù)2.8752.752.8752.752.5大震放大系數(shù)6.2565.62554.375表1地震(dzhn)影響系數(shù)（為相對于小震的放大系數(shù)）第12頁/共61頁第十三頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計1、在MIDAS/Gen中定義中震反應(yīng)(fnyng)譜主菜單荷載反應(yīng)(fnyng)譜分析數(shù)據(jù)反應(yīng)(fnyng)譜函數(shù)：定義中震反應(yīng)(fnyng)譜，即在定義相應(yīng)的小震反應(yīng)(fnyng)譜基礎(chǔ)上輸入放大系數(shù)即可，值按表1取用。第13頁/共61頁第十四頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計2、定義設(shè)計參數(shù)時，將抗震等級定為四級

12、，即不考慮地震(dzhn)組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)（即強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整系數(shù)）。主菜單設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)定義抗震等級：將抗震等級定為四級即可。3、其它(qt)操作均同小震設(shè)計。第14頁/共61頁第十五頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計二、中震不屈服設(shè)計二、中震不屈服設(shè)計地震作用下的內(nèi)力按中震進行計算，最大地震影響系數(shù)地震作用下的內(nèi)力按中震進行計算，最大地震影響系數(shù)按表按表1取值，地震作用效應(yīng)的組合均按高規(guī)第取值，地震作用效應(yīng)的組合均按高規(guī)第5.6節(jié)進行，但分項系數(shù)均取節(jié)進行，但分項系數(shù)均取1.0，計算可不考慮地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)（即強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整系數(shù)），構(gòu)件的承載力計

13、算時材料的強度，計算可不考慮地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)（即強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整系數(shù)），構(gòu)件的承載力計算時材料的強度(qingd)取標(biāo)準(zhǔn)植。取標(biāo)準(zhǔn)植。 1、在MIDAS/Gen中定義中震反應(yīng)譜 內(nèi)容同中震彈性設(shè)計。2、定義設(shè)計參數(shù)時，將抗震等級(dngj)定為四級，即不考慮地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)（即強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整系數(shù)）。 內(nèi)容同中震彈性設(shè)計。第15頁/共61頁第十六頁，共62頁。中震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計3、定義荷載組合(zh)時將地震作用分項系數(shù)取為1.0。 主菜單結(jié)果荷載組合(zh)：將各項荷載組合(zh)中的地震作用分項系數(shù)取為1.0即可。第16頁/共61頁第十七頁，共62頁。中

14、震分析中震分析(fnx)設(shè)計設(shè)計4、將材料分項系數(shù)(xsh)定義為1.0，即構(gòu)件承載力驗算時取用材料強度的標(biāo)準(zhǔn)植。 主菜單設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)材料分項系數(shù)(xsh)：將材料分項系數(shù)(xsh)取為1.0即可。5、其它(qt)操作均同小震設(shè)計。第17頁/共61頁第十八頁，共62頁。方法方法優(yōu)缺點優(yōu)缺點靜力彈塑性分析靜力彈塑性分析方法簡單，便于理解。與時程分析法相比,Pushover方法概念清晰,實施相對簡單,同樣能使設(shè)計人員在一定程度上了解結(jié)構(gòu)，在強震作用下的反應(yīng),迅速找到結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。動力彈塑性分析動力彈塑性分析對軟硬件要求比較高，計算時間長，結(jié)果不便于整理，但能真是的反應(yīng)結(jié)構(gòu)在大震下的

15、狀態(tài)。第18頁/共61頁第十九頁，共62頁。靜力彈塑性分析靜力彈塑性分析(fnx)（PUSHOVER）第19頁/共61頁第二十頁，共62頁。第20頁/共61頁第二十一頁，共62頁。PushoverAnalysisCapacity SpectrumdSaSSDOF Systemroof roof Capacity CurveMDOF SystemtransformFbaseVbaseV第21頁/共61頁第二十二頁，共62頁。n多自由度的荷載位移關(guān)系轉(zhuǎn)換為使用單自由度體系的加速度位移方式表現(xiàn)的能力譜(capacity spectrum)，地震作用的響應(yīng)(xingyng)譜轉(zhuǎn)換為用ADRS(Acce

16、leration-Displacement Response Spectrum)方式表現(xiàn)的需求譜(demand spectrum)。Demand Spectrumn,2Ta22ndS4TS n,1TnTdSaSaSResponse Spectrumtransformn通過比較兩個譜曲線，評價結(jié)構(gòu)在彈塑性狀態(tài)下的最大需求內(nèi)力和變形能力，通過與目標(biāo)性能的比較，決定(judng)結(jié)構(gòu)的性能水平(performance level)。5% ElasticSpectrumPerformance PointDemand SpectrumCapacity SpectrumaSdSmaxDmaxA第22頁/共

17、61頁第二十三頁，共62頁。分析分析(fnx)目的目的經(jīng)Pushover分析后,得到性能點,根據(jù)性能點時的變形,對以下三個方面進行評價:1)頂點側(cè)移 是否(sh fu)滿足抗震規(guī)范規(guī)定的彈塑性頂點位移限值2)層間位移角 是否(sh fu)滿足抗震規(guī)范規(guī)定的彈塑性層間位移角限值。3)構(gòu)件的局部變形 是指梁、柱等構(gòu)件塑性鉸的變形,檢驗它是否(sh fu)超過建筑某一性能水準(zhǔn)下的允許變形操作步驟操作步驟-靜力分析后進行配筋設(shè)計，并更新配筋-定義靜力彈塑性分析主控數(shù)據(jù)-定義靜力彈塑性分析工況-定義鉸特性值，并分配(fnpi)鉸-計算并查看靜力彈塑性分析結(jié)果第23頁/共61頁第二十四頁，共62頁。第24

18、頁/共61頁第二十五頁，共62頁。對于梁柱，“排序”選為“特性值”，“更新配筋”項激活點“全選”按鈕可自動勾選構(gòu)件別忘了最后(zuhu)更新配筋方法方法1 1：利用：利用(lyng)(lyng)程序配筋設(shè)計的結(jié)果程序配筋設(shè)計的結(jié)果 作用：將配筋結(jié)果賦予構(gòu)件，做作用：將配筋結(jié)果賦予構(gòu)件，做PUSHOVERPUSHOVER分析時需要用到截面實配鋼筋結(jié)果。分析時需要用到截面實配鋼筋結(jié)果。 第25頁/共61頁第二十六頁，共62頁。對于墻，“排序”選為“墻號層”， “更新配筋”項激活第26頁/共61頁第二十七頁，共62頁。勾選要編輯驗算的構(gòu)件截面方法方法2 2：利用用戶定義的配筋結(jié)果：利用用戶定義的配筋

19、結(jié)果若在此編輯驗算若在此編輯驗算(yn sun)(yn sun)用截面，則構(gòu)件的最終實配配筋結(jié)果采用此定義的用截面，則構(gòu)件的最終實配配筋結(jié)果采用此定義的第27頁/共61頁第二十八頁，共62頁。在在PUSHOVER PUSHOVER 荷載荷載(hzi)(hzi)工況中選擇考慮初始荷載工況中選擇考慮初始荷載(hzi)(hzi)。 考慮軸力變化的影響時需要考慮初始荷載考慮軸力變化的影響時需要考慮初始荷載(hzi)(hzi)定義定義(dngy)(dngy)初始荷載初始荷載適用于所有PUSHOVER荷載工況定義收斂條件定義收斂條件定義PUSHOVER鉸的剛度折減率默認(rèn)值： 在此修改默認(rèn)值后點擊確認(rèn)鍵，則

20、所有鉸的剛度折減率都將自動修改。設(shè)置剛度折減率默認(rèn)值設(shè)置剛度折減率默認(rèn)值自動計算具有分布型鉸特性的梁單元的屈服強度時，需要參考特梁單元某個位置的特性自動計算具有分布型鉸特性的梁單元的屈服強度時，需要參考特梁單元某個位置的特性( (如配筋如配筋) ) I I端、端、J J端、中心端、中心第28頁/共61頁第二十九頁，共62頁。PushoverPushover荷載工況涉及荷載工況涉及(shj)(shj)的兩個問的兩個問題題 A、如何(rh)推？B、推到何種程度?第29頁/共61頁第三十頁，共62頁。MIDAS/GenMIDAS/Gen中提供兩種中提供兩種PushoverPushover分析方法，即

21、基于分析方法，即基于(jy)(jy)荷載增分的荷載控制法和基于荷載增分的荷載控制法和基于(jy)(jy)目標(biāo)位移的位移控制法。目標(biāo)位移的位移控制法。MIDAS/GenMIDAS/Gen的荷載控制法采用的荷載控制法采用(ciyng)(ciyng)全牛頓拉普森（全牛頓拉普森（Full Newton-Full Newton-RaphsonRaphson）方法。牛頓拉普森方法是采用）方法。牛頓拉普森方法是采用(ciyng)(ciyng)微分原理求解的方法，微分原理求解的方法，其優(yōu)點是速度快。采用其優(yōu)點是速度快。采用(ciyng)(ciyng)荷載增分的荷載增分的PushoverPushover分析方法

22、的圖形介紹如分析方法的圖形介紹如下。下。分析獲得的最終荷載(坍塌荷載) Qu彈性極限預(yù)測的坍塌荷載Qud*X 等差級數(shù)對應(yīng)的增分荷載位移荷載將最終(n+1)步驟的增分量作為后面的增分荷載 基于荷載增分法的基于荷載增分法的Pushover分析分析第30頁/共61頁第三十一頁，共62頁。基于基于(jy)(jy)目標(biāo)位移的位移控制法目標(biāo)位移的位移控制法MIDAS/Gen的位移控制法是由用戶定義目標(biāo)位移，然后(rnhu)逐漸增加荷載直到達到目標(biāo)位移的方法。目標(biāo)位移分為整體控制和主節(jié)點控制兩種，整體控制是所有節(jié)點的位移都要滿足用戶輸入最大位移，位移也是整體位移，不設(shè)置某一方向的位移控制。主節(jié)點控制是用戶

23、指定特定節(jié)點的特定方向上的最大位移的方法。基于性能的耐震設(shè)計大部分是先確定可能發(fā)生最大位移的節(jié)點和位移方向后給該節(jié)點設(shè)定目標(biāo)位移的方法。初始的目標(biāo)位移一般可假定為結(jié)構(gòu)總高度的1%、2%、4%。這些數(shù)值一般相當(dāng)于最大層間位移值，與結(jié)構(gòu)的破壞情況相關(guān)。第31頁/共61頁第三十二頁，共62頁。輸入大于輸入大于1 1的整數(shù)的整數(shù)(zhngsh)(zhngsh)（nstep=1)nstep=1)推薦最小輸入推薦最小輸入20(20(默認(rèn)值：默認(rèn)值： 20) 20)輸入輸入(shr)(shr)步驟數(shù)步驟數(shù)選擇考慮則使用PUSHOVER主控數(shù)據(jù)中定義的初始荷載當(dāng)使用PMM類型(考慮軸力的變化)鉸時，需要更新鉸

24、的屈服強度，此時應(yīng)選擇考慮初始荷載。選擇是否考慮初始荷載選擇是否考慮初始荷載選擇是否考慮選擇是否考慮P-DeltaP-Delta分析分析選擇增量控制方法選擇增量控制方法： 荷載控制、位移控制荷載控制、位移控制定義定義PUSHOVERPUSHOVER荷載工況荷載工況第32頁/共61頁第三十三頁，共62頁。最大位移一般為 總高度彈塑性層間位移角限值，參見建筑抗震設(shè)計規(guī)范5.5.5 條選擇基本模態(tài)作為Pushover荷載的分布模式 周期(zhuq)與振型結(jié)果窗口第33頁/共61頁第三十四頁，共62頁。加載方式加載方式(fngsh)(fngsh)FEMA-273推薦三種形式: 1)均勻分布:各樓層側(cè)向

25、力可取所在樓層質(zhì)量(zhling)； 2)倒三角形分布:結(jié)構(gòu)振動以基本振型為主時的慣性力的分布形式,類似于我國規(guī)范中用底部剪力法確定的側(cè)向力分布； 3)SRSS分布:反應(yīng)譜振型組合得到的慣性力分布。midas程序提供了自定義分布、均勻加速度分布和振型荷載分布三種加載方式均勻加速度分布：均勻加速度分布：提供的側(cè)向力是用均一的加速度和相應(yīng)質(zhì)量分布的乘積獲得的；振型荷載分布：振型荷載分布：提供的側(cè)向力是用給定的振型和該振型下的圓頻率的平方(2)及相應(yīng)質(zhì)量分布的乘積獲得的,可以取任何一個振型其中,均勻加速度方法相當(dāng)于均勻分布,振型荷載分布方法,當(dāng)取第一振型時,相當(dāng)于倒三角分布，用戶也可以自定義水平力。

26、采用振型荷載分布要有振型分析。第34頁/共61頁第三十五頁，共62頁。MIDAS/GenMIDAS/Gen中鉸特性中鉸特性(txng)(txng)的說明的說明二維梁單元二維梁單元(dnyun)(dnyun)和三維梁柱單元和三維梁柱單元(dnyun)(dnyun)模型模型 桁架單元桁架單元(dnyun)(dnyun)模型模型 定義鉸特性值定義鉸特性值第35頁/共61頁第三十六頁，共62頁。MIDAS/GenMIDAS/Gen中鉸特性中鉸特性(txng)(txng)的說明的說明 三維墻單元模型由中間的線單元，上下兩端的剛性桿構(gòu)成三維墻單元模型由中間的線單元，上下兩端的剛性桿構(gòu)成(guchng)(g

27、uchng)。中間的線單元與三維梁。中間的線單元與三維梁柱單元相同，剛性桿在柱單元相同，剛性桿在xzxz平面內(nèi)做剛體運動。平面內(nèi)做剛體運動。 定義定義(dngy)(dngy)鉸特性值鉸特性值第36頁/共61頁第三十七頁，共62頁。 彎矩彎矩- -旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)(xunzhun)(xunzhun)角角(M-)(M-)本構(gòu)單元本構(gòu)單元 彎矩彎矩- -曲率曲率(ql)(M-)(ql)(M-)本構(gòu)單元：本構(gòu)單元： 集中型、分布型集中型、分布型 桁架單元桁架單元（軸力軸力) )內(nèi)力成分鉸特性初始剛度鉸位置FxFx（軸力）軸力-位移（相對位移）EA/L單元中心Fy, FzFy, Fz（剪力）剪力-剪切應(yīng)變GAs

28、單元中心（扭矩）彎矩-旋轉(zhuǎn)角GJ/L單元兩端y, y, z z（彎矩）彎矩-旋轉(zhuǎn)鉸6EI/L,3E/L,2E/L單元兩端內(nèi)力成分鉸特性初始剛度鉸位置FxFx（軸力）軸力-應(yīng)變EA積分點位置Fy, FzFy, Fz（剪力）剪力-剪切應(yīng)變Gs積分點位置（扭矩）彎矩-曲率GJ積分點位置y, y, z z（彎矩）彎矩-曲率E積分點位置內(nèi)力成分鉸特性初始剛度鉸位置FxFx（軸力）軸力-位移（相對位移）EA/L單元中心一般連接單元一般連接單元內(nèi)力成分鉸特性初始剛度鉸位置FxFx（軸力）軸力-變形（相對位移）用戶輸入（EA/L）單元中心Fy, FzFy, Fz（剪力）剪力-變形（相對位移）用戶輸入（Gas/

29、）單元中心（扭矩）彎矩-旋轉(zhuǎn)角用戶輸入（GJ/L）單元中心y, y, z z（彎矩）彎矩-旋轉(zhuǎn)鉸用戶輸入（EI/L）單元中心第37頁/共61頁第三十八頁，共62頁。選擇屈服(qf)強度的輸入方法選擇(xunz)I、J端的特性是對稱還是非對稱單元兩端特性為非對稱時在此輸入輸入M/MY、D/DY輸入屈服強度選擇受拉和受壓區(qū)段特性是否相同輸入容許標(biāo)準(zhǔn)用戶輸入屈服變形(新增)輸入初始剛度(新增)1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 12 23 34 45 56 67 78 89 9第38頁/共61頁第三十九頁，共62頁。 選擇選擇P-M-MP-M-M類型時將自動勾選類型時將自動勾選

30、My-MzMy-Mz內(nèi)力成分內(nèi)力成分- -P-M-MP-M-M類型僅適用類型僅適用(shyng)(shyng)于梁柱單元和墻單元于梁柱單元和墻單元- - 膜類型的墻單元只能定義面內(nèi)成分膜類型的墻單元只能定義面內(nèi)成分MyMy的非線性特性的非線性特性( (面外為彈性面外為彈性) )1 1選擇骨架曲線類型選擇骨架曲線類型(lixng)(lixng)：MyMy和和MzMz只能選擇同樣類型只能選擇同樣類型(lixng)(lixng)的曲線的曲線PMMPMM鉸的剛度折減系數(shù)在屈服面特性窗口中進行設(shè)置。鉸的剛度折減系數(shù)在屈服面特性窗口中進行設(shè)置。2 21 12 2屈服面特性窗口屈服面特性窗口3 33 3選擇

31、屈服面特性的計算方法選擇屈服面特性的計算方法4 44 4定義剛度折減系數(shù)定義剛度折減系數(shù)5 55 56 66 67 77 7鉸類型中即使選擇了用戶輸入也不能修改屈服強度 實際分析中并不使用該值。屈服強度的定義屈服強度的定義： 自動計算時不必用戶輸入自動計算時不必用戶輸入 考慮軸力變化的影響時，在各步驟計算中都將考慮變化的軸力考慮軸力變化的影響時，在各步驟計算中都將考慮變化的軸力對屈服面的影響。對屈服面的影響。定義屈服面定義屈服面： 自動計算時不必輸入自動計算時不必輸入第39頁/共61頁第四十頁，共62頁。 用鼠標(biāo)選擇要分配的特性后拖放到模型畫面上用鼠標(biāo)選擇要分配的特性后拖放到模型畫面上分配了鉸

32、特性的單元上將分配了鉸特性的單元上將(shngjing)(shngjing)顯示鉸標(biāo)簽顯示鉸標(biāo)簽 注意事項注意事項選擇的單元類型與鉸特性不匹配時不能分配選擇的單元類型與鉸特性不匹配時不能分配一般連接一般連接(linji)(linji)單元不能使用鼠標(biāo)拖放功能分配鉸特性單元不能使用鼠標(biāo)拖放功能分配鉸特性第40頁/共61頁第四十一頁，共62頁。 修改已定義修改已定義(dngy)(dngy)的的PushoverPushover鉸特性的方法鉸特性的方法 最常用的方法，推薦方法最常用的方法，推薦方法修改修改(xigi)“MM”(xigi)“MM” 一次性修改多個單元的鉸特性在定義鉸特性值窗口中直接修改

33、則被分配了該特性的單元的鉸特性值將同時被修改 “定義鉸特性值”: 可以修改鉸特性的所有內(nèi)力成分被分配了“MM”特性的所有單元的特性將被同時修改1 12 21 12 2第41頁/共61頁第四十二頁，共62頁。Gen V712(Gen V712(舊版本舊版本) )Gen V730(Gen V730(新版本新版本(bnbn)(bnbn)第42頁/共61頁第四十三頁，共62頁。第43頁/共61頁第四十四頁，共62頁。查找查找(ch zho)(ch zho)性能控制點性能控制點第44頁/共61頁第四十五頁，共62頁。性能(xngnng)控制點性能控制點所對應(yīng)(duyng)的結(jié)構(gòu)相關(guān)結(jié)果查找性能控制點查找

34、性能控制點第45頁/共61頁第四十六頁，共62頁。性能控制點確定性能控制點確定(qudng)(qudng)方法方法Procedure-AProcedure-A是是ATC-40ATC-40中提供的基本方法，首先將能力譜中斜率為初始剛度的切線和阻尼中提供的基本方法，首先將能力譜中斜率為初始剛度的切線和阻尼(zn)(zn)比為比為5%5%的彈性設(shè)計響應(yīng)譜的交點作為初始的性能點。然后確定初始性能點位置的等效阻尼的彈性設(shè)計響應(yīng)譜的交點作為初始的性能點。然后確定初始性能點位置的等效阻尼(zn)(zn)，然后求使用有效阻尼，然后求使用有效阻尼(zn)(zn)系數(shù)的非線性設(shè)計響應(yīng)譜，然后重新計算交叉點作系數(shù)的

35、非線性設(shè)計響應(yīng)譜，然后重新計算交叉點作為性能點。重復(fù)上述過程，直到在使用有效阻尼為性能點。重復(fù)上述過程，直到在使用有效阻尼(zn)(zn)系數(shù)的非線性設(shè)計響應(yīng)譜和能力系數(shù)的非線性設(shè)計響應(yīng)譜和能力譜的的交點位置上位移響應(yīng)和加速度響應(yīng)的變化量在誤差范圍內(nèi)，將此時的交點視為性譜的的交點位置上位移響應(yīng)和加速度響應(yīng)的變化量在誤差范圍內(nèi)，將此時的交點視為性能點。采用能點。采用Procedure-AProcedure-A方法確定性能點的方法參見下圖。方法確定性能點的方法參見下圖。 第46頁/共61頁第四十七頁，共62頁。性能控制點確定性能控制點確定(qudng)(qudng)方法方法Procedure-B

36、ATC-40中計算性能中計算性能(xngnng)點的第二種方法是首先假設(shè)位移延性比，然后計算對應(yīng)延性比的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)點的第二種方法是首先假設(shè)位移延性比，然后計算對應(yīng)延性比的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的有效周期，將有效周期直線和的有效周期，將有效周期直線和5%彈性設(shè)計響應(yīng)譜的交點作為初始的性能彈性設(shè)計響應(yīng)譜的交點作為初始的性能(xngnng)點。對弈于假定的位點。對弈于假定的位移延性比的放射線狀的有效周期和非線性設(shè)計響應(yīng)譜的交點將形成一個軌跡線，該軌跡線與結(jié)構(gòu)的能力譜的移延性比的放射線狀的有效周期和非線性設(shè)計響應(yīng)譜的交點將形成一個軌跡線，該軌跡線與結(jié)構(gòu)的能力譜的交點為最終的性能交點為最終的性能(xngnng)點。

37、點。第47頁/共61頁第四十八頁，共62頁。查看查看(chkn)(chkn)靜力彈塑性分析結(jié)果靜力彈塑性分析結(jié)果第48頁/共61頁第四十九頁，共62頁。最大彈塑性層間位移角，判斷是否滿足建筑抗震設(shè)計規(guī)范5.5.5 條或高規(guī)4.6.5條要求查看靜力彈塑性分析查看靜力彈塑性分析(fnx)(fnx)結(jié)果結(jié)果第49頁/共61頁第五十頁，共62頁。查看查看(chkn)(chkn)靜力彈塑性分析結(jié)果靜力彈塑性分析結(jié)果 各步驟各步驟(bzhu)(bzhu)鉸狀態(tài)圖形結(jié)果鉸狀態(tài)圖形結(jié)果顯示分析中使用顯示分析中使用(shyng)(shyng)的荷載參數(shù)的荷載參數(shù)第50頁/共61頁第五十一頁，共62頁。查看查看(

38、chkn)(chkn)靜力彈塑性分析結(jié)果靜力彈塑性分析結(jié)果 Pushover Pushover鉸狀態(tài)鉸狀態(tài)(zhungti)(zhungti)結(jié)果結(jié)果第51頁/共61頁第五十二頁，共62頁。ATC-40將房屋遭受(zoshu)地震后,可能出現(xiàn)的狀態(tài)主要分為：IO(ImmediateOccupancy) -立即居住DC(DamageControl) -損壞控制LS(LifeSafety) -生命安全SS(StructuralStability)-結(jié)構(gòu)穩(wěn)定ATC-40給出了梁、柱、墻等構(gòu)件在上述幾種相應(yīng)狀態(tài)下的塑性限值,無論何種類型鉸,都可以用圖表示,縱軸表示軸力、彎矩、剪力等,橫軸表示軸向變形、曲率、轉(zhuǎn)角等,其中B、IO、LS、CP(CollapsePrevention)、C為性能點,其中B點出現(xiàn)塑性鉸,C點為倒塌點,CP為預(yù)防倒塌點,各性能點所對應(yīng)的橫坐標(biāo)為相應(yīng)的彈塑性位移限值。查看靜力彈塑性分析查看靜力彈塑性分析(fnx)(fnx)結(jié)果結(jié)果第52頁/共61頁第五十三頁，共62頁。鉸狀態(tài)表格鉸狀態(tài)表格(biog)(biog)統(tǒng)統(tǒng)計計查看靜力彈塑性分析查看靜力彈塑性分析(fnx)(fnx)結(jié)果結(jié)果第53頁/共61頁第五十四頁，共62頁。查看查看(chkn)(chkn)靜力彈塑性分析結(jié)果靜力彈塑性分析結(jié)果 Pusho