第13章-結(jié)構(gòu)的彈塑性分析_圖文

1、。彈性動(dòng)力時(shí)程分析。彈塑性分析的目的和基本方法。罕遇大震下結(jié)構(gòu)性能的評(píng)估選取地震波實(shí)測(cè)地震波特征參數(shù)保留的舊版地震波庫(kù)人工輸入地震波選擇 抗倒塌分析圖4.1。彈塑性分析軟件整體功能簡(jiǎn)介 4.3。彈塑性靜力分析軟件PUSH 工程實(shí)例高層混凝土結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu) 4.4。彈塑性靜力分析軟件PUSH工程實(shí)例單層鋼框架模型9層鋼框架模型彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析參數(shù)選擇 5.2。彈塑性動(dòng)力分析軟件EPDA工程實(shí)例2008奧運(yùn)會(huì)國(guó)家主體育場(chǎng)看臺(tái)原五棵松體育場(chǎng)(2008奧運(yùn)會(huì)籃球館某高層混凝土結(jié)構(gòu)2008奧運(yùn)會(huì)國(guó)家主體育場(chǎng)罩棚(鳥(niǎo)巢某大體量超高層混凝土結(jié)構(gòu)某高層加固工程5.3.彈塑性動(dòng)力分析軟件EPDA驗(yàn)證 0.15

2、 0.1 0.05 0 0 -0.05 -0.1 -0.15 -0.2 epda abaqus 2 4 6 8 10 位移時(shí)程曲線,EPDA與ABAQUS的比較400gal 0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 -0.1 -0.15 -0.2 -0.25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 abaqus epda 單層鋼框架模型 位移時(shí)程曲線,EPDA與ABAQUS的比較1600gal 9層鋼框架模型 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 -0.1 -0.15 -0.2 -0.25 位移時(shí)程曲線,EPDA與ABAQUS的比較400gal ab

3、aqus epda 2 4 6 8 10 6.1.彈塑性位移角控制 結(jié)構(gòu)各層彈塑性最大位移,位移角,平均位移,位移 角. 最大變形時(shí)刻的結(jié)構(gòu)整體位移,位移角曲線. 對(duì)于高層尤其是超高層結(jié)構(gòu)應(yīng)考察有害位移,有害層 間位移角,有害位移是結(jié)構(gòu)真正的變形位移,對(duì)高層 結(jié)構(gòu)最大有害層間位移與最大層間位移往往差異較大, 結(jié)構(gòu)最大有害層間位移與最大層間位移往往差異較大 分布也不同. 目前抗震規(guī)范仍然以層間位移角給出判斷指標(biāo),所以 彈塑性位移控制仍以規(guī)范為準(zhǔn). 16 6.2.結(jié)構(gòu)薄弱部位的判斷 最大層間位移,最大有害層間位移所在的樓層. 層間位移,有害層間位移超過(guò)規(guī)范限值的樓層. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸,剪力墻破壞點(diǎn)

4、比較集中的部位. 結(jié)構(gòu)局部變形較大的部位. 結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)力突變的部位. 結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)力突變的部位 6.3.結(jié)構(gòu)抗倒塌驗(yàn)算 需求譜曲線(周期-影響系數(shù)曲線結(jié)構(gòu)在靜力推覆 分析過(guò)程中,隨著結(jié)構(gòu)的破壞,結(jié)構(gòu)阻尼的增加,結(jié) 構(gòu)自振周期的變化,反映出結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)烈度大震下的 彈塑性最大水平地震影響系數(shù)曲線.該曲線綜合反映 了結(jié)構(gòu)彈塑性變形過(guò)程中地震作用變化的情況. 能力曲線(周期-加速度曲線基于等效單質(zhì)點(diǎn)體系 單 綜合統(tǒng)計(jì)出的結(jié)構(gòu)周期加速度曲線.隨著結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈 塑性狀態(tài),結(jié)構(gòu)的自振周期,頂點(diǎn)加速度反應(yīng)也發(fā)生 變化,當(dāng)該曲線穿過(guò)需求普曲線時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)能夠抵 抗設(shè)計(jì)烈度的大震,否則就認(rèn)為不能抵抗設(shè)計(jì)烈度的

5、 大震情況.越早穿過(guò)需求普曲線,說(shuō)明結(jié)構(gòu)抵抗大震 的能力越強(qiáng),當(dāng)曲線趨于水平時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)接近破壞, 倒塌. 薄弱部位 薄弱層 周期-最大層間位移曲線基于等效單質(zhì)點(diǎn)體系綜合統(tǒng) 計(jì)出的結(jié)構(gòu)周期頂點(diǎn)位移曲線.隨著結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性 狀態(tài),結(jié)構(gòu)的自振周期,頂點(diǎn)位移反應(yīng)也發(fā)生變化, 豎向連接需求譜與能力譜曲線的交點(diǎn),則該點(diǎn)的層間 位移值可以理解為抵抗設(shè)計(jì)烈度大震時(shí)的結(jié)構(gòu)彈塑性 層間位移,也可以把該點(diǎn)的層間位移與規(guī)范限值比較, 比規(guī)范小則滿足設(shè)計(jì)要求,反之則認(rèn)為不滿足設(shè)計(jì)要 求. 1/105 影響系數(shù) 層間位移角 周期-最大位移角曲線 周期-影響系數(shù)曲線 需求譜曲線 周期-加速度曲線 能力曲線 等效單自由度體

6、系驗(yàn)算曲線 T 17 抗倒塌驗(yàn)算的其它方法彈塑性分析可以按設(shè)定的方 式考慮結(jié)構(gòu)的倒塌機(jī)制.如下圖所示,當(dāng)結(jié)構(gòu)由于外 部原因,在局部失去支撐,此時(shí)分析結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀. 失效分析 6.4.大震下結(jié)構(gòu)整體性能的評(píng)估 彈塑性層間位移,位移角的控制; 結(jié)構(gòu)大震下的薄弱部位的判斷; 結(jié)構(gòu)抗倒塌驗(yàn)算; 結(jié)構(gòu)大震下的整體變形能力,即最大變形; 結(jié)構(gòu)大震下變形,反應(yīng)力的突變分析; 析; 局部變形分析; 靜力推覆的最大承載力分析; 時(shí)程分析的各時(shí)刻結(jié)構(gòu)變形,桿件塑性鉸分析; 各時(shí)刻桿件塑性鉸,剪力墻破壞點(diǎn)分布的分析; 結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位,削弱部位的彈塑性反應(yīng)分析. 6.5.彈塑性分析結(jié)果的討論 彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析時(shí),其彈塑性地震波應(yīng)盡可能與建 筑物所在地接近,如上海市專門頒布了專用于本地區(qū)的 兩條彈塑性地震波; 彈塑性分析所采用構(gòu)件(梁,板,柱,墻的計(jì)算模型, 不同的計(jì)算模型,有時(shí)計(jì)算結(jié)果會(huì)有一定的差別; 材料的彈塑性模型,對(duì)不同材料使用適合的彈塑性應(yīng)力 應(yīng)變曲線,一般應(yīng)以混凝土規(guī)范為準(zhǔn); 彈塑性整體計(jì)算模型(如層模型,平面模型,三維模型 等,迭代的求解方法,也是影響彈塑分析結(jié)果的因素 之一; 彈塑性分析參數(shù)的合理選擇. 在彈塑性分析過(guò)程中不考慮構(gòu)件剪切破壞; 彈塑性分析,應(yīng)當(dāng)考慮構(gòu)件的塑性發(fā)展,即塑性鉸有可