高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性时程分析

为了研究某高层建筑的抗震性能,对高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性时程进行分析。利用ABAQUS有限元软件,构建高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性材料本构关系有限元模型,模拟地震作用下高层装配整体式剪力墙结构动力时程变化情况。分析结果表明:整体剪力墙结构前6阶振型每两阶平动振型出现一个扭转,且计算结果符合规定,测试剪力墙时程位移变化结构也符合相关规定。随着地震波加载时间的增长,高层装配整体式剪力墙结构受拉损伤逐渐严重。加载至40s时,该结构的混凝土材料已经不能发挥作用,只能依靠钢筋支撑,但未出现明显坍塌,剪力墙结构受压损伤主要出现在剪力墙结构的连接位置,未出现明显受压损伤。说明该高层装配整体式剪力墙结构抗震性能良好。

某高层建筑结构静力与动力弹塑性分析

为提高高层建筑在罕遇地震作用下的安全性,以山东省济南市某居民小区单体高层剪力墙结构为研究对象,分别运用Push-over静力弹塑性分析方法、动力弹塑性时程分析方法分析结构的抗震性能。结果表明,随着楼层高度的增加,结构每层的层顶水平位移呈现对数曲线增加的变化趋势;倒三角加载的结构水平位移大于均布荷载加载的水平位移,且楼层越高,两者的偏差越大;不同水平加载方式下的基底剪力随层顶位移的增加均呈现明显的3阶段变化,分别为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,均布加载方式得到的极限弹性荷载以及极限荷载均大于倒三角方式加载;高层建筑基底剪力的动力发展过程与地震波的类型关系不大,但基底的峰值与地震波的输入条件有关。

某超限高层办公楼动力弹塑性分析

文章首先阐述了案例工程的工程概况,其次根据其相关数据构建了弹塑性模型,包括分析软件、地震波的选择与输入,最后通过模型验证及大震动力弹塑性剪力结果等对其动力弹塑性进行了分析。结果表明:该工程结构选型合理,满足罕遇地震下结构不倒的抗震水准要求。大震下结构位移满足规范限值要求,结构剪力墙与外框柱未出现显著受压损伤,结构刚度退化不明显。

动力时程分析中弹塑性刚度矩阵的提取方法

利用ANSYS二次开发工具UPFs编写成可执行程序文件,通过与MATLAB进行联立计算,对线弹性和非线性弹塑性本构模型的结构分别实现了特性矩阵的近似提取.对线性本构关系模型的各特性矩阵提取方法进行阐述推导和验证,求得的各阶频率和动态响应时程曲线与ANSYS直接计算法吻合.对于非线性弹塑性本构模型,将非线性本构关系在全局过程中的小段时间内进行等效线性化处理后提取等效刚度矩阵,进行静动力分析后所得各种响应时程曲线与ANSYS直接计算法所得曲线基本吻合.结果表明了分段等效线性化模型的合理性和ANSYS二次开发程序提取等效特性矩阵的可行性.

超高层钢筋混凝土框架-核心筒动力弹塑性时程分析

为使结构达到罕遇地震作用下防倒塌设计的抗震性能目标,文章以安徽省淮南市某超高层建筑为例,采用有限元设计分析软件Midas Building建立超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构计算模型,对其进行大震作用下结构的非线性地震反应分析,研究结构在遭遇罕遇地震作用时的顶点位移、底部剪力以及层间位移角等量化的综合性能指标。根据关键构件、普通构件和耗能构件的整体变形、耗能能力以及地震终止时塑性损伤情况,评价结构构件在罕遇地震作用时的塑性变形行为,发现结构设计中的规律问题,找出采用振型分解法难以发现或无法发现的问题,针对结构构件薄弱和刚度突变部位提出相应的处理措施,确保建筑实现大震不倒的目标要求。Midas Building分析结果表明:地震波对结构构件承载力影响较大,且随地震波的持续输入,结构由弹性变形阶段进入弹塑性变形阶段,刚度退化,部分构件进入塑性屈服状态。

基于耐震时程法的大跨度钢桁拱桥易损性分析

为克服复杂桥梁结构在地震易损性评估时需要进行大量非线性时程分析的不足,提出一种基于耐震时程法(ETM)的易损性分析方法用于桥梁结构易损性的快速评估。首先,基于ETM合成了若干条耐震时程曲线(ETA),将其与概率地震需求模型相结合。随后,考虑桥梁模型的不确定性,借助OpenSEES建立一座大跨度上承式钢桁拱桥的有限元模型样本库,并分别使用ETM和增量动力分析(IDA)法对其中的桥梁模型进行时程分析并得到典型构件的易损性曲线,将二者结果进行对比以验证ETM的适用性。最后,利用验证后的方法分析该桥各构件纵向地震下的易损性。结果表明:ETM与IDA所得结果的相对误差基本控制在5%以内,说明基于耐震时程的易损性方法可有效兼顾分析效率和计算精度;在纵向地震作用下,上承式钢桁拱桥的引桥墩和交界墩在50%中等损伤概率下的地震动强度指标仅为0.597g和0.972g,远小于其他构件,说明混凝土桥墩为最易损构件;拱肋和立柱在地震作用下发生破坏的概率较小,但拱顶和拱脚相对薄弱;设置固定支座的短立柱在纵向地震作用下易发生损伤,可通过改变拱上立柱的支座布置形式进行优化。

动力弹塑性时程分析的方法及其应用

本文对现有的弹塑性分析方法进行了概述，重点介绍了动力弹塑性时程分析的理论、优点和基本方法，及该方法在东莞一实际工程中的成功应用，对于动力弹塑性时程分析方法在高层、特别是超限高层分析中的推广应用提供了有益的参考和借鉴。

动力弹塑性时程分析方法的二次开发研究

本文对基于材料本构关系的动力弹塑性时程分析方法的发展状况进行概述，针对其不足进行了二次开发研究，编制了相应的计算程序，通过验证，计算结果可靠，具有较高的实用价值。

反应谱法与时程分析法在桥梁抗震计算中的比较分析

为了探究反应谱法与时程分析法在桥梁抗震分析中的计算差异,从理论层面出发,对反应谱法与时程分析法进行了对比分析,进一步通过推导修正反应谱法理论公式,得到精确的全桥等效阻尼比,进而能够更准确地确定Rayleigh阻尼,为时程分析提供准确的质量和刚度阻尼系数。以某简支梁为例,建立了简支梁桥结构的有限元模型,进行地震动响应分析,通过对比反应谱法与时程分析法,指示了两种方法在地震响应方面的差异。结果表明:在地震作用下,对简支梁结构的内力和位移响应进行分析时,发现反应谱法与时程分析法的计算结果基本一致。通过修正阻尼比,为时程分析法提供了更准确的阻尼系数,从而有效降低了反应谱法与时程分析法之间的计算结果差异。

增量动力弹塑性分析方法的改进及其应用

本文主要对增量动力弹塑性分析(IDA)方法的两个方面作了改进:(1)以增量动力弹塑性分析方法的基本原理为基础,以快速非线性时程分析(FNA)方法为计算工具,形成快速增量动力弹塑性分析(FIDA)方法。(2)仅以IDA分析结果为基础,建立地震易损性曲线及地震破坏概率计算的离散型式。为了校验本文方法的可行性与有效性,应用增量动力弹塑性分析、模态增量动力弹塑性分析与快速增量动力弹塑性分析计算一个14层筒中筒结构试验模型,比较了用上述三种方法的计算误差与计算效率,比较了传统方法与本文方法计算该模型结构的地震易损性曲线的差别。

罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨

本文针对罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构的阻尼问题进行了一些算例和理论方面的探讨。总结了现有"规范"对于结构阻尼方面的规定;针对实际的高层混凝土和高层钢结构算例,探讨了各性能设计阶段结构等效阻尼比的变化情况,以及弹塑性阻尼对于结构静力推覆分析和能力谱方法计算结果的影响;探讨了不同的阻尼比对于罕遇地震弹性和弹塑性动力时程分析结果的影响;指出了将Rayle igh阻尼自然推广到弹塑性动力时程分析中所存在的问题;本文提出了实时阻尼比概念,通过算例分析表明可以较好地改进罕遇地震弹塑性动力时程分析中的阻尼问题。

单向斜交网格复杂超限高层结构动力弹塑性时程分析

镇江苏宁广场项目由东、西两座塔楼和商业裙楼组成。东塔楼建筑高度为338 m,采用钢管混凝土柱、型钢梁-钢筋混凝土核心筒结构,在东、西两侧采用型钢斜交网格桁架。采用ABAQUS有限元程序并编写二次开发材料子程序VUMAT,建立基于纤维单元的结构分析模型,采用显示分析方法模拟结构在罕遇地震下的动力弹塑性时程响应。结果表明:斜交网格桁架可有效提高结构在该方向的抗侧刚度;结构最大层间位移角小于规范限值,连梁出现不同程度的损伤,大部分剪力墙混凝土受压损伤较小,斜交网格桁架、外框架、伸臂桁架、腰桁架和剪力墙内嵌型钢等钢构件的累积塑性应变均小于极限塑性应变;结构能满足"大震不倒"的设防要求。

弹性、弹塑性时程分析法在结构设计中的应用

0前言 地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法：虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。

高层装配式剪力墙结构动力弹塑性时程分析

江苏省海门市中南世纪城3.5期96号住宅楼建筑总高度为102.7m,为国内首座百米高度的装配式剪力墙结构。根据ABAQUS有限元分析软件INP文件的数据结构,提出了标准层组合拼装建模的程序算法,完成了海门市中南世纪城96号楼整体结构的标准层组装有限元建模,为整体结构的有限元建模提供了借鉴。根据前期相关连接接缝试验结果,对考虑接缝削弱后的有限元模型进行修正,从而实现了接缝削弱效果在结构整体有限元模型中的体现。通过对海门市中南世纪城96号楼有限元模型进行动力弹塑性时程分析,对罕遇地震下该试点工程的抗震性能进行了评价,有力地保证了该工程的顺利完成。

传统风格建筑钢框架结构拟动力试验及弹塑性时程分析

为研究传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,按1:2缩尺比设计制作了试验模型,对其进行拟动力试验,得到钢框架结构在弹性和弹塑性阶段的应变分布、加速度反应、位移反应、滞回特性和耗能性能等,并采用有限元分析软件ABAQUS对试验框架进行弹塑性动力时程分析,得到其应力分布及破坏模式。研究表明:当El Centro波、Taft波、兰州人工波和汶川波的加速度峰值为70gal、200gal和400gal时,钢框架结构基本处于弹性阶段,没有出现明显的塑性变形和破坏。当汶川波的加速度峰值达到620gal时,柱Z-1的斗与柱Z-2大跨一侧的拱相继屈服,结构进入弹塑性阶段,此时结构的最大层间位移角为1/203,且骨架曲线仍呈上升趋势,说明该钢框架结构具有较强的抗侧能力和较高的承载力。结构的屈服顺序为斗栱先屈服,然后梁端屈服,最后柱脚屈服,该传统风格建筑钢框架结构的抗震性能优越。

腋板加强型节点钢框架弹塑性动力时程分析

为研究腋板加强型节点钢框架在地震荷载作用下抗震性能,分别建立1∶2缩尺比例的腋板加强型节点空间钢框架(SHF)与普通节点空间钢框架(NSF)的ANSYS模型,通过加载罕遇地震波,分析两种节点类型框架在地震荷载作用下层间位移、最大层间位移角、反应加速度和柱底剪力.研究结果表明:腋板加强型节点框架具有明显的梁铰破坏机制,能显著地将梁端塑性铰外移到远离梁柱节点焊缝部位的梁上;腋板加强型节点框架最大层间位移角均小于普通节点框架,在一定程度上限制结构水平位移,避免结构出现较大变形;腋板加强型节点可以减少框架柱底剪力,结构在强震作用下柱脚剪切破坏程度有所降低.

框架结构静力弹塑性分析方法与非线性动力分析方法的对比

介绍了静力弹塑性(Pushover)和非线性动力基本分析方法和原理,为了探讨两种方法下结构分析的差异,对一按现行抗震规范设计的8层钢筋混凝土结构进行了3条地震波作用下的时程分析和5种侧向加载方式的静力弹塑性分析。通过结果的比较,提出对现行规范反应谱中长周期结构罕遇地震作用取值修改的建议。修改后,由两种方法分析所得到的结构在大震下的顶点位移、基底剪力、楼层位移和层间位移等结构反应非常接近。

弹塑性动力时程分析若干问题的分析与探讨

分析并探讨了弹塑性动力时程的主流分析软件(ABAQUS)关于混凝土及钢管混凝土的本构关系、特殊情况下单元的选取、高振型阻尼比的影响、混凝土在重力作用下的本构关系和算法选择等方面的问题,并提出了相应解决方法,经理论分析与实际工程验证,其方法是可行的。此外,还对弹塑性动力时程分析软件的使用提出了建议。

罕遇地震作用下某超限大悬挑结构弹塑性时程分析

随着经济发展,高层结构越来越复杂,工程中多项不规则、特别不规则的超限结构越来越多,文中对某超限大悬挑结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,分析结果表明,除了2层部分钢梁、部分框架柱、局部楼板属于轻微或轻度损伤性能水平,大部分主体框架结构构件、楼板和大悬挑钢桁架处于无损坏性能水平;1层个别偏置的剪力墙受压损伤严重,需要加大截面。分析弹塑性时程计算结果,表明结构能满足“大震不倒”的抗震设防要求,为以后类似项目提供参考。

设置加强层的钢框架-核心筒结构的动力弹塑性时程分析

基于地震作用下水平加强层对钢框架-核心筒结构的影响,对一个34层未设置加强层与设置1道、2道和3道加强层的钢框架-核心筒结构进行三向弹塑性动力时程分析。通过计算,得到4种结构在地震动主方向7度、8度和9度罕遇地震作用下的楼层位移反应及塑性铰分布情况,综合分析设置不同数目加强层对结构抗震性能的影响。研究结果表明:设置加强层可以提高结构的刚度,设置2道加强层的抗震效果优于设置1道和3道加强层的抗震效果。