某高烈度区办公楼超限高层动力弹塑性时程分析

某综合办公楼位于陕西省西安市鄠邑区,地处8度设防抗震区,地震分组第二组。该综合办公楼主体结构是一栋10层(地上8层,地下2层)的复杂高层建筑,主体结构高度38m。本工程利用YJK和SAUSAGE软件对超限高层建筑的主体结构进行弹塑性结构验算和分析,得出了该结构在大震作用下的变形量和构件损伤结果,对结构在大震作用下的整体反应和构件损伤情况进行了分析和评估,验证了结构在大震作用下不会倒塌的性能目标。

斜交网格外支撑超高层结构罕遇地震动力弹塑性时程分析

超高层复杂建筑在罕遇地震下的结构响应分析与预测仍是结构工程领域的热点问题。以带有斜交网格桁架外支撑的框架—核心筒超高层建筑为研究对象,基于梁柱塑性铰和剪力墙纤维模型,采用MIDAS/Building软件开展罕遇地震下动力弹塑性时程分析。分析结果表明,结构层间位移角未超出规范限值;加强层位置的部分斜交网格桁架发生塑性变形,其他部位则保持弹性状态;连梁在罕遇地震作用下损伤较大,钢管混凝土柱、混凝土核心筒等抗侧力构件应变较小。研究表明结构满足"大震不倒"的设防要求,分析结果可为同类型建筑结构设计提供参考。

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。

基于某全框支剪力墙结构的大震动力弹塑性分析

全框支剪力墙结构指转换层及以下为框架及框支框架,转换层以上为剪力墙、框架-剪力墙或框架-筒体结构的带转换层的结构。本文通过PERFORM-3D有限元软件对某全框支剪力墙结构工程进行大震弹塑性时程分析,得到结构层间位移角、倾覆力矩等宏观指标沿楼层的分布规律,并进一步分析了转换梁、转换柱、剪力墙此类关键构件的性能状态,结果表明:该结构符合广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92—2021)中规定的全框支剪力墙结构设计原则及构造要求,避免了传统“上刚下柔”的设计;结构的弹塑性发展不显著,弹塑性耗能主要由连梁、钢筋混凝土框架梁承担,结构耗能机理合理,整体宏观损坏程度为轻微~轻度损坏,说明本工程的抗震设计是安全可靠的。

滩海桶形基础平台整体三维弹塑性有限元地震动力响应分析

在经典的D-P本构模型基础上,通过改进其屈服准则,引入硬化曲线建立了改进的D-P模型,使该本构模型能很好地模拟大港滩海软土的应力应变关系。利用MARC程序作为平台,建立了滩海桶形基础平台整体有限元动力分析模型,并对我国第一座桶形基础平台进行了三维弹塑性地震时程动力分析,得到了一些很有用的结论。

某超限高层塔楼大震动力弹塑性分析

某东塔楼是复杂的超限高层写字楼,需要进行罕遇地震下的动力弹塑性分析。采用通用有限元ABAQUS软件和YJKEP软件进行弹塑性时程分析,通过整体反应指标和构件的损伤情况以此来验证该结构在罕遇地震作用下的抗震性能。结果表明2种软件计算出来的位移均能满足“大震不倒”的设防要求,破坏顺序与破坏程度的规律相似,剪力墙在相同的配筋下ABAQUS软件计算的一片墙体损伤比较严重,滑动支座的滑移量在不同软件出现的最大响应的波不一致,得出复杂结构需要不同的软件进行动力弹塑性对比分析。

某超高层结构罕遇地震动力弹塑性分析

本项目地上35层,地下3层,总高度160.5m,平面尺寸36m×36m,结构体系采用钢筋混凝土框架核心筒。为评估结构在罕遇地震下的抗震性能,采用ABAQUS软件进行罕遇地震下的动力弹塑性分析。考虑2组天然波、1组人工波下6个计算工况,分析结构的动力反应,获得结构在罕遇地震作用下的变形、内力和损伤情况,分析结果表明,结构具有较好的抗震性能,满足大震不倒的设防要求。

建筑结构弹塑性时程分析中地震动记录选取方法的比较研究

选择合适的地震动记录是采用弹塑性时程分析预测建筑结构地震响应的基础。列举了现有针对不同分析目的的三种地震动记录选取方法,比较了按不同方法建立的地震动记录选择集的地面运动峰值和反应谱特性,并通过分析两个不同初始周期框架结构的弹塑性地震响应,对不同地震动记录选取方法的分析结果进行了比较。研究结果表明,基于设计反应谱和基于最不利地震动的选取方法均与结构的初始周期相关,当结构在地震作用下刚度退化比较明显时,这些方法有可能难以达到预期的目标;而当地震动强度指标恰当、且选取的地震动记录数量较多时,基于台站和地震信息的选取方法不会造成过大的结构弹塑性地震响应的离散性,同时这种方法不依赖于结构的动力特性,操作简便,适用性强,适于在研究不同结构类型和不同动力特性建筑结构的抗震性能时应用。

某高层住宅罕遇地震动力弹塑性分析

本项目建筑总高度83.4m包括地上24层,3层地下室,横向尺寸16m,纵向尺寸30m。结构体系采用钢筋混凝土剪力墙。采用Abaqus软件,对结构进行罕遇地震下的动力弹塑性分析,根据分析结果评估结构的抗震性能。根据抗震规范要求,采用3组地震波取包络值,其中2组天然波、1组人工波下6个计算工况。通过结构的动力反应计算,获得结构在罕遇地震作用下的变形、内力和损伤情况,计算结果表明结构可以满足大震不倒的设防要求。

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。

结构弹塑性时程分析中输入地震动的选取数量研究

合适数量的地震动是保证结构弹塑性时程分析结果可靠性的关键问题之一。选取符合规范要求的足量天然波和人工波作为地震输入,计算3、6、9、12层4个钢筋砼框架结构的地震响应,以结构最大层间位移角、顶点位移和基底剪力为分析指标,将小样本结果与大样本基准值进行比较,分析不同数量地震动输入下计算结果的可靠性。结果表明,当计算结果取多条地震动输入下的最大值时,"2+1"是最合适的组合,与当前规范对于弹性时程分析的规定相一致;当计算结果取平均值时,采用算术平均值和几何平均值未表现出明显差异,"8+4"为最佳的组合,是结果可靠性和计算工作量之间的最佳平衡点。

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。

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。

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.

基于动力弹塑性时程分析和实测地面运动的地震破坏力速报系统

地震后准确快速地评估建筑物的破坏情况对抗震救灾有着重要意义。本文基于动力弹塑性时程分析和实测地面运动记录,提出了一套近实时的地震破坏力分析评价方法并开发了相应的系统。该方法通过地震台站获取发震地区实测地面运动记录,将实测地面运动记录输入到典型单体建筑的有限元模型和发震区域典型的建筑群模型中,对其进行动力弹塑性时程分析,根据分析结果评价该次地震对典型单体建筑和目标区域建筑的破坏情况。本文所提出的方法在多次地震中得到应用,主要结论如下:(1)本文建议的方法基于实测地面运动记录,能较好地解决地震输入的不确定性问题;(2)该方法基于动力弹塑性时程分析,可以充分考虑地震动的幅值、频谱和持时特征以及不同建筑物的刚度、强度和变形特征;(3)本文建议的方法对典型单体建筑物和目标区域进行分析,可以评价地震对典型建筑物和目标区域建筑群的破坏能力;(4)本文所建议的近实时地震破坏力评价方法及相应的地震破坏力速报系统,在地震发生后短时间内给出地震破坏力评估结果,为科学制定抗震救灾决策和普及公众防灾减灾知识提供了有力手段。

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.

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。

中山某超高层结构罕遇地震动力弹塑性分析

塔楼存在B级高度超限及平面扭转不规则,为了评估结构的抗震性能,进行了大震作用下的弹塑性时程分析。通过对基底剪力、层间位移角及结构构件损伤情况的分析发现,结构体系安全合理,整个结构具有较好的抗震能力,结构设计达到了预定的性能目标。

海能达全球总部大厦大震动力弹塑性分析

海能达全球总部大厦为总高197.6m的商业办公综合体,采用了斜交网格钢筒-混凝土偏筒的结构体系。该结构存在扭转不规则、楼板不连续、尺寸突变以及局部不规则4项一般不规则超限项,1项塔楼偏置特别不规则超限项,为超限高层建筑,需要进行抗震性能化设计。为评估结构在大震下的抗震性能,采用ABAQUS软件对本结构进行大震动力弹塑性分析,进而对整体结构变形、混凝土筒体、斜交网格钢筒以及钢桁架、楼板的混凝土损伤情况及钢筋、钢材的塑性发展情况进行评价,为后续施工图设计提供计算依据。分析结果表明结构具有较好的抗震性能,能够实现预定的性能目标,结构体系安全可靠。

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。