EDAUSH建筑結(jié)構(gòu)大震下彈塑性

建筑結(jié)構(gòu)大震下彈塑性分析彈塑性分析目的、意義彈塑性分析方法彈塑性分析的具體實現(xiàn)彈塑性分析目的、意義三水準(zhǔn)設(shè)防中的“大震不倒”兩階段設(shè)計中的“第二階段彈塑性變形驗算”強震下變形驗算的基本問題：

計算薄弱層位移反應(yīng)和變形能力；通過改善結(jié)構(gòu)均勻性和加強薄弱層使得層間位移角滿足限值要求。彈塑性分析的規(guī)范規(guī)定《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》3.4.3條豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)（宜）進行彈塑性變形分析3.6.2條彈塑性分析可以根據(jù)具體情況采用 彈塑性靜力、時程、簡化方法5.5.2條何種結(jié)構(gòu)需要進行彈塑性變形驗算5.5.3條彈塑性變形驗算方法5.5.4條彈塑性分析的簡化方法5.5.5條彈塑性層間位移角限值應(yīng)進行彈塑性變形驗算的結(jié)構(gòu)1)8度3、4類場地和9度時高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架2)79度時樓層屈服強度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)3)高度大于150m的鋼結(jié)構(gòu)4)甲類建筑和9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)5)采用隔震和消能減震設(shè)計的結(jié)構(gòu)宜進行彈塑性變形驗算的結(jié)構(gòu)1)表5.1.21所列高度范圍且屬于表3.4.2-2所列豎向不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)2)7度3、4類場地和8度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)3)板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房4)高度不大于150m的高層鋼結(jié)構(gòu)《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.6.4條,4.6.5條,5.1.13條，4.6.4條有具體規(guī)定基本遵從于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.3.6條～5.3.10條,5.4.4條，5.5.3條有具體規(guī)定有層間側(cè)移延性比規(guī)定彈塑性分析方法動力彈塑性（時程）分析方法靜力彈塑性分析方法簡化彈塑性分析方法簡化彈塑塑性分析析方法及及局限性性適應(yīng)范圍圍小薄弱層確確定不準(zhǔn)準(zhǔn)確彈塑性層層間位移移為估算算結(jié)果動力彈塑塑性分析析方法理論基礎(chǔ)礎(chǔ)較扎實實的一種種方法適用范圍圍較為廣廣泛對使用者者要求較較高計算時間間相對較較大EPDA中已經(jīng)實實現(xiàn)動力彈塑塑性分析析原理單元模型型梁、桿、、柱、撐撐采用纖纖維束模模型剪力墻采采用彈塑塑性殼單單元方程解法法PCG解線性方方程多種解動動力微分分方程方方法多種解非非線性方方程方法法接力SATWE、PMSAP程序，適適用的結(jié)結(jié)構(gòu)類型型廣泛動力彈塑塑性分析析方法示示意圖靜力彈塑塑性分析析方法較動力彈彈塑性分分析方法法可一定定程度節(jié)節(jié)省計算算時間與動力彈彈塑性分分析方法法互為補補充PUSH中已經(jīng)實實現(xiàn)靜力彈塑塑性分析析原理較為先進進的單元元類型先進的弧弧長法加加載策略略非線性方方程疊代代方法的的多種選選擇波前法解解線性方方程病態(tài)方程程的特殊殊解法處處理接力SATWE程序，適適應(yīng)的結(jié)結(jié)構(gòu)類型型廣泛靜力彈塑塑性分析析方法示示意圖“一體化軟軟件”實現(xiàn)彈塑性靜靜、動力力分析EPDA/PUSH軟件特點點“靜力分析析”與“動力分析析”相結(jié)合合“簡單易用用”與“廣泛適用用”相結(jié)合合“計算效率率”與“計算準(zhǔn)確確”相結(jié)合合“初級用戶戶”與“高端用戶戶”相結(jié)合合動力彈塑塑性分析析軟件EPDA實現(xiàn)十分容易易的形成成彈塑性性分析模模型，避免煩雜雜的建模模工作EPDA/PUSH軟件工程程應(yīng)用彈塑性分分析并非高不不可攀，，可以簡簡單易用用近幾年每年幾十十個的實際工工程應(yīng)用用用戶反應(yīng)應(yīng)良好，，一旦掌握握，反復(fù)復(fù)使用彈塑性分分析可以以量化反反映結(jié)構(gòu)構(gòu)抵御罕遇遇地地震的性性能實例一、、五棵松松體育場場（2008奧運會籃籃球館））16.2。彈塑性動動力分析析軟件EPDA工程實例例實例二、、2008奧運會國國家主體體育場看看臺實例三、、2008奧運會國國家主體體育場罩罩棚（鳥鳥巢）實例四、、某高層層混凝土土結(jié)構(gòu)實例五、、某大體體量超高高層混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)實例六、、某高層層加固工工程實例七、、CCTV新址方便的實實現(xiàn)大型型復(fù)雜結(jié)結(jié)構(gòu)從復(fù)雜空間間建模、彈性階段段設(shè)計到彈塑性分分析工作實例八、隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)分析通過隔震單元元的隔震作作用，顯顯著降低低罕遇地地震下結(jié)結(jié)構(gòu)響應(yīng)應(yīng)EPDA/PUSH軟件正確性驗證與ANSYS、ABAQUS等權(quán)威非線性分析析軟件進行了靜力、動力彈塑性性分析的充分驗證實例一、簡單鋼框框架分析簡單的鋼框架，高度非線性檢驗的整體程序框框架，包括非線性迭代、靜動力解法、纖維束梁單元，非線性本構(gòu)關(guān)系等核心計算程序算例二、9層鋼框框架模型實例三、鋼筋混凝土小框架架驗證了混凝土非線線性本構(gòu)關(guān)系，纖纖維束混凝土梁、、柱單元動力彈塑性分析EPDA與ABAQUS結(jié)果對比實例四、多層鋼筋混凝土框框架動力彈塑性分析EPDA與ABAQUS結(jié)果對比實例五、單榀鋼筋混凝土剪剪力墻第一次開裂時，剪剪力墻受拉裂縫EPDA與ABAQUS情況動力彈塑性分析EPDA與ABAQUS結(jié)果對比實例六、單榀鋼筋混凝土開開洞剪力墻動力彈塑性分析EPDA與ABAQUS結(jié)果對比第一次開裂時，剪剪力墻受拉裂縫EPDA與ABAQUS對比靜力彈塑性分析軟軟件PUSH實現(xiàn)實例一、某高層混混凝土結(jié)構(gòu)15.3。彈塑性靜力分析軟軟件PUSH工程實例實例二、某高層鋼鋼結(jié)構(gòu)算例一、單層鋼框框架模型15.4。彈塑性靜力分析軟軟件PUSH工程實例算例二、9層鋼框框架模型實例三、鋼筋混凝土小框架架驗證了混凝土非線線性本構(gòu)關(guān)系，纖纖維束混凝土梁、、柱單元靜力彈塑性分析PUSH與ABAQUS結(jié)果對比實例四、多層鋼筋混凝土框框架靜力彈塑性分析PUSH與ABAQUS結(jié)果對比17.1。彈塑性性位移角控制17.2。結(jié)構(gòu)薄薄弱部位的判斷17.3。結(jié)構(gòu)的的抗倒塌驗算17.4。大震下下結(jié)構(gòu)抗震性能的的整體評估17.5。彈塑性分析結(jié)果的的討論17。罕遇地震下結(jié)構(gòu)性性能的評估1。結(jié)構(gòu)各層彈塑性最最大位移、位移角角，平均位移、位位移角；2。最大變形時刻刻的結(jié)構(gòu)整體位移移、位移角曲線；；3。對于高層尤其其是超高層結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)考察有害位移、、有害層間位移角角，有害位移是結(jié)結(jié)構(gòu)真正的變形位位移，對高層結(jié)構(gòu)構(gòu)最大有害層間位位移與最大層間位位移往往差異較大大，分布也不同；；4。目前抗震規(guī)范范仍然以層間位移移角給出判斷指標(biāo)標(biāo)，所以彈塑性位位移控制仍以規(guī)范范為準(zhǔn)。17.1。彈塑性位移角控制制1。最大層間位移移、最大有害層間間位移所在的樓層層；2。層間位移、有有害層間位移超過過規(guī)范限值的樓層層；3。結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性性鉸、剪力墻破壞壞點比較集中的部部位；4。結(jié)構(gòu)局部變形形較大的部位；5。結(jié)構(gòu)彈塑性反反應(yīng)力突變的部位位。17.2。結(jié)構(gòu)薄弱部位的判判斷薄弱層薄弱部位1。需求譜曲線（周期期-影響系數(shù)曲線線）——結(jié)構(gòu)在靜力推推覆分析過程中，，隨著結(jié)構(gòu)的破壞壞、結(jié)構(gòu)阻尼的增增加、結(jié)構(gòu)自振周周期的變化，反映映出結(jié)構(gòu)在設(shè)計烈烈度大震下的彈塑塑性最大水平地震震影響系數(shù)曲線。。該曲線綜合反映映了結(jié)構(gòu)彈塑性變變形過程中地震作作用變化的情況。。2。能力曲線（周期-加速度曲線）——基于等效單質(zhì)質(zhì)點體系綜合統(tǒng)計計出的結(jié)構(gòu)周期加加速度曲線。隨著著結(jié)構(gòu)進入彈塑性性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的自自振周期、頂點加加速度反應(yīng)也發(fā)生生變化，當(dāng)該曲線線穿過需求普曲線線時，說明結(jié)構(gòu)能能夠抵抗設(shè)計烈度度的大震，否則就就認為不能抵抗設(shè)設(shè)計烈度的大震情情況。越早穿過需需求普曲線，說明明結(jié)構(gòu)抵抗大震的的能力越強，當(dāng)曲曲線趨于水平時，，說明結(jié)構(gòu)接近破破壞、倒塌；17.3。結(jié)構(gòu)抗倒塌驗算3。周期-最大層間位位移曲線——基于等效單質(zhì)質(zhì)點體系綜合統(tǒng)計計出的結(jié)構(gòu)周期頂頂點位移曲線。隨隨著結(jié)構(gòu)進入彈塑塑性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的的自振周期、頂點點位移反應(yīng)也發(fā)生生變化，豎向連接接需求譜與能力譜譜曲線的交點，則則該點的層間位移移值可以理解為抵抵抗設(shè)計烈度大震震時的結(jié)構(gòu)彈塑性性層間位移，也可可以把該點的層間間位移與規(guī)范限值值比較，比規(guī)范小小則滿足設(shè)計要求求，反之則認為不不滿足設(shè)計要求。。周期-影響系數(shù)曲曲線需求譜曲線周期-最大位移角角曲線周期-加速度曲線線能力曲線T影響系數(shù)1/105等效單自由度體系系驗算曲線層間位移角4?？沟顾炈愕钠渌椒ā獜椝苄苑治隹煽梢园丛O(shè)定的方式式考慮結(jié)構(gòu)的倒塌塌機制。如下圖所所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)由于于外部原因，在局局部失去支撐，此此時分析結(jié)構(gòu)的現(xiàn)現(xiàn)狀。1。彈塑性層間位位移、位移角的控控制；2。結(jié)構(gòu)大震下的的薄弱部位的判斷斷；3。結(jié)構(gòu)抗倒塌驗驗算；4。結(jié)構(gòu)大震下的的整體變形能力，，即最大變形；5。結(jié)構(gòu)大震下變變形、反應(yīng)力的突突變分析；6。局部變形分析析；7。靜力推覆的最最大承載力分析；；8。時程分析的各各時刻結(jié)構(gòu)變形、、桿件塑性鉸分析析；9。各時刻桿件塑塑性鉸、剪力墻破破壞點分布的分析析；10。結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部部位、削弱部位的的彈塑性反應(yīng)分析析。17.4。大震下結(jié)構(gòu)整體性性能的評估1。彈塑性動力時時程分析時，其彈彈塑性地震波應(yīng)盡盡可能與建筑物所所在地接近，如上上海市專門頒布了了專用于本地區(qū)的的兩條彈塑性地震震波；2。彈塑性分析所所采用構(gòu)件（梁、、板、柱、墻）的的計算模型，不同同的計算模型，有有時計算結(jié)果會有有一定的差別；3。材料的彈塑性性模型，對不同材材料使用適合的彈彈塑性應(yīng)力應(yīng)變曲曲線，一般應(yīng)以““混凝土規(guī)范”為為準(zhǔn)；4。彈塑性整體計計算模型（如層模模型、平面模型、、三維模型等）、、迭代的求解方法法，也是影響彈塑塑分析結(jié)果的因素素之