PerformD軟件介紹PPT課件

1、梁?jiǎn)卧簡(jiǎn)卧M的幾種方法 弦轉(zhuǎn)角模型 塑性鉸模型 塑性區(qū)模型 細(xì)分的有限元模型第1頁(yè)/共39頁(yè)梁?jiǎn)卧肄D(zhuǎn)角模型FEMA Beam塑性鉸 彈性梁段第2頁(yè)/共39頁(yè)梁?jiǎn)卧苄糟q模型 彎矩-轉(zhuǎn)角/曲率塑性鉸模型程序最后通過用戶指定的曲率塑性鉸長(zhǎng)度以及彈塑性彎矩-曲率關(guān)系轉(zhuǎn)化為集中塑性鉸的剛塑性彎矩-轉(zhuǎn)角本構(gòu)關(guān)系。第3頁(yè)/共39頁(yè)梁?jiǎn)卧苄詤^(qū)模型 關(guān)鍵點(diǎn)：確定塑性區(qū)長(zhǎng)度采用曲率鉸的塑性區(qū)模型提供兩種方式模擬塑性區(qū)：1、利用曲率鉸模擬2、利用纖維截面模擬第4頁(yè)/共39頁(yè)梁?jiǎn)卧?xì)分的有限元模型 提供兩種方式建立詳細(xì)有限元模型：1、利用曲率鉸建立，如圖6.152、利用纖維截面建立第5頁(yè)/共39頁(yè)梁?jiǎn)卧?框

2、架梁和連梁在軟件中的實(shí)現(xiàn) 1、框架梁：定義彈性截面，非線性彎矩塑性鉸。（excel 表格，根據(jù)配筋率計(jì)算抗彎承載力） 2、連梁：定義彈性截面，非線性彎矩塑性鉸，定義剪切檢測(cè)截面。（根據(jù)配筋率，配箍率來計(jì)算抗彎承載力和抗剪承載力。 構(gòu)件組裝順序：截面屬性定義定義FEMA塑性鉸+剪切檢測(cè)截面構(gòu)件組裝將組裝好的構(gòu)件指定給模型中的單元。第6頁(yè)/共39頁(yè)柱單元柱單元彈塑性模型的模擬方法 弦轉(zhuǎn)角模型 塑性鉸模型 塑性區(qū)模型 細(xì)分的有限元模型P-M-M鉸第7頁(yè)/共39頁(yè)柱單元P-M-M相關(guān)曲面考慮P-M-M鉸，可以通過Xtract等截面計(jì)算軟件，考慮配筋、配箍率，混凝土的約束強(qiáng)度來計(jì)算提取抗拉強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度

3、，平衡點(diǎn)軸力和彎矩，P=0時(shí)的彎矩?？紤]剪切彈性，僅設(shè)置強(qiáng)度檢測(cè)截面。第8頁(yè)/共39頁(yè)柱單元需要事先計(jì)算好PMM相關(guān)曲面，在P3D中用戶需要給出軸力-變形關(guān)系（拉、壓）、彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系（M2、M3）、平面P-M關(guān)系（P-M2、P-M3）、平衡點(diǎn)的M2-M3關(guān)系。第9頁(yè)/共39頁(yè)剪力墻單元 等效柱模型：使用與以彎曲為主的大高寬比的柔性剪力墻（低版本的SAP2000以及Etabs ） 彈塑性分層殼元：將剪力墻分為鋼筋層和混凝土層（目前的SAP2000V14/V15 ） 纖維模型：采用鋼筋和混凝土材料的單軸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，通過塑性纖維的軸向變形來模擬剪力墻的軸向彎曲變形特征（ Perform-3D ）

4、第10頁(yè)/共39頁(yè)剪力墻單元墻單元在Perform-3D中的實(shí)現(xiàn) 參數(shù)定義1、鋼筋本構(gòu)2、混凝土本構(gòu)3、剪切檢測(cè)截面 剪力墻定義方法1、自動(dòng)劃分尺寸（Auto Size）2、固定劃分尺寸（Fixed Size）第11頁(yè)/共39頁(yè)剪力墻單元自動(dòng)劃分尺寸（Auto Size） Auto Size只需要給出配筋率，程序根據(jù)配筋率計(jì)算鋼筋面積As，然后將它平均分配到整個(gè)截面上。 好處：截面定義簡(jiǎn)單，當(dāng)截面尺寸變化時(shí)同樣適用 缺點(diǎn)：不能控制鋼筋的布置，如約束邊緣構(gòu)件的配筋。第12頁(yè)/共39頁(yè)剪力墻單元固定劃分尺寸（Fixed Size） Fixed Size需要給出每一個(gè)混凝土纖維和鋼筋纖維的準(zhǔn)確定義，

5、包括面積、材料、定位 好處：可以考慮多種不同材料，不同鋼筋布置等 缺點(diǎn)：定義麻煩，所有混凝土纖維面積之和必須與被分配的單元的截面面積保持一致，因此當(dāng)墻截面變化時(shí)需要重新定義。第13頁(yè)/共39頁(yè)連梁?jiǎn)卧?Perform-3D剪力墻單元節(jié)點(diǎn)無轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，因此當(dāng)墻單元與梁?jiǎn)卧B接時(shí)，梁?jiǎn)卧喈?dāng)于是鉸接。為了實(shí)現(xiàn)梁?jiǎn)卧c墻單元?jiǎng)偨?，可以通過在墻單元中埋入一定剛度的梁?jiǎn)卧Ｈ缦聢D所示：埋入的梁可以采用剛性梁+有限轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的Release，當(dāng)然也可以采用普通梁?jiǎn)卧?，然后通過調(diào)整梁剛度放大系數(shù)實(shí)現(xiàn)同樣的效果。第14頁(yè)/共39頁(yè)填充板單元 用來模擬框架中的填充墻 可以是彈性的也可以是非彈性的，每個(gè)單元由四個(gè)節(jié)點(diǎn)

6、和一個(gè)基本組件構(gòu)成。該單元只有剪切剛度和剪切強(qiáng)度，抗拉剛度和彎曲剛度以及平面外剛度均為0。所以，只能在被框架構(gòu)件四周約束或者等效約束的情況下可以使用。第15頁(yè)/共39頁(yè)粘滯桿件單元 用來模擬粘滯阻尼器 粘滯桿件單元只抵抗軸力。該單元由一個(gè)液體阻尼器組件和一個(gè)彈性桿件組件串聯(lián)而成。第16頁(yè)/共39頁(yè)粘滯桿件單元粘滯阻尼組件彈性桿件組件粘滯桿件單元第17頁(yè)/共39頁(yè)防屈曲支撐單元 使用BRB單元來模擬約束屈服支撐桿件。 BRB單元只抵抗軸力。該單元由一個(gè)非彈性BRB、一個(gè)彈性桿件組件和可選的端部剛性區(qū)組件串聯(lián)而成。第18頁(yè)/共39頁(yè)隔震單元 使用隔震單元來模擬橡膠或摩擦擺隔震器 隔震單元能抵抗沖擊

7、和剪力。對(duì)于承載力，單元是彈性的，可以選擇不同的受拉和受壓剛度。對(duì)于剪切，單元是非彈性的。第19頁(yè)/共39頁(yè)支座彈簧單元 支撐彈簧單元可用來在支撐點(diǎn)施加位移 每個(gè)支座彈簧單元由一點(diǎn)和一個(gè)支撐組件構(gòu)成。實(shí)際上，每個(gè)單元連接支撐點(diǎn)到一個(gè)空間的固定點(diǎn)。該單元有平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，且為6*6剛度矩陣。第20頁(yè)/共39頁(yè)板殼單元 板殼單元用來模擬彈性墻、板和曲面殼 板殼單元具有膜（平面內(nèi)）和彎曲（平面外）剛度。在Perform-3D中，該單元最常用來模擬可變形的樓板。第21頁(yè)/共39頁(yè)變形監(jiān)測(cè)單元 用來提取單元變形，定義極限狀態(tài) Perform-3D允許用戶定義單個(gè)組件的變形能力，所以用戶可能想要監(jiān)測(cè)單元的

8、一系列變形，以定義相應(yīng)的極限狀態(tài)。 變形監(jiān)測(cè)單元不增加結(jié)構(gòu)的剛度，完全相當(dāng)于應(yīng)變測(cè)量計(jì)。有以下四個(gè)類型： 1、2節(jié)點(diǎn)應(yīng)變監(jiān)測(cè) 2、2節(jié)點(diǎn)梁轉(zhuǎn)動(dòng)監(jiān)測(cè) 3、4節(jié)點(diǎn)墻轉(zhuǎn)動(dòng)監(jiān)測(cè) 4、4節(jié)點(diǎn)墻剪切應(yīng)變監(jiān)測(cè)第22頁(yè)/共39頁(yè)極限狀態(tài)的設(shè)置 Perform-3D軟件是同時(shí)用于非線性分析和基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工具，而基于性能的設(shè)計(jì)需要用戶定義性能目標(biāo)，即對(duì)于非線性構(gòu)件需要指定變形能力（Deformation Capacity），對(duì)于彈性構(gòu)件需要指定承載能力（Strength Capacity），根據(jù)計(jì)算得到的需求能力比來判斷構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)所處在的性能水平。PerformanceLevel 根據(jù)用戶需求定義組件屬

9、性的性能水準(zhǔn)（參考FEMA356）Limit States 根據(jù)已定義組件的性能水準(zhǔn)設(shè)置單元極限狀態(tài)Limit StatesGroup 將極限狀態(tài)分入相關(guān)同組，減少使用比數(shù)量，簡(jiǎn)化決策過程第23頁(yè)/共39頁(yè)極限狀態(tài)的設(shè)置 變形狀態(tài)： 梁彎矩IO,LS,CP 柱彎矩：IO,LS,CP 連梁彎矩：IO,LS,CP 墻混凝土受拉：IO 墻混凝土受壓：IO，LS,CP 鋼筋受拉：IO,LS,CP 鋼筋受壓，IO,LS,CP 強(qiáng)度狀態(tài)： 連梁剪切強(qiáng)度：IO 柱剪切強(qiáng)度IO 剪力墻剪應(yīng)變檢測(cè)IO 。第24頁(yè)/共39頁(yè)定義分組 空間模型，沒有樓層的概念，所以要定義分組可以定位查看。第25頁(yè)/共39頁(yè)定義層偏

10、移 方便計(jì)算結(jié)果查看層間位移第26頁(yè)/共39頁(yè)定義切割截面n 用于獲取層剪力：注意選擇單元組中，要選中需要的所有單元組。n 如果要分開提取剪力，則需要定義剪力墻截面，框架截面，剪力墻+框架柱截面。第27頁(yè)/共39頁(yè)工況定義：重力荷載代表值工況 重力荷載工況包括DL+0.5LL（節(jié)點(diǎn)荷載，單元荷載，墻荷載）第28頁(yè)/共39頁(yè)工況定義：動(dòng)力時(shí)程工況 地震荷載分析工況：需要建立地震波文件第29頁(yè)/共39頁(yè)運(yùn)行分析 總體信息：PDELTA效應(yīng)考慮 ，質(zhì)量源，阻尼（選瑞利阻尼）第30頁(yè)/共39頁(yè)計(jì)算結(jié)果提取 可查看結(jié)構(gòu)總體耗能和各個(gè)單元組的耗能組成第31頁(yè)/共39頁(yè)計(jì)算結(jié)果提取 需要提取的數(shù)據(jù) 單個(gè)節(jié)點(diǎn)

11、的時(shí)程位移（頂層位移時(shí)程曲線） 多個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大位移（層間最大位移X，Y） 已經(jīng)定義的層間位移角X，Y 已經(jīng)定義的強(qiáng)度截面的樓層最大剪力 樓層最大剪力時(shí)程（基底剪力）第32頁(yè)/共39頁(yè)計(jì)算結(jié)果提取 還可以查看某一個(gè)單元的某一段彎矩或者轉(zhuǎn)角等參數(shù)的時(shí)程。第33頁(yè)/共39頁(yè)計(jì)算結(jié)果提?。簻厍€ 選中單元組中的某一個(gè)構(gòu)件，可以顯示該構(gòu)件的滯回曲線。第34頁(yè)/共39頁(yè)計(jì)算結(jié)果提?。簭澗睾图袅η€ 可以顯示單個(gè)單元，也可以顯示一列單元或者一組單元的彎矩，剪力時(shí)程或者包絡(luò)圖。第35頁(yè)/共39頁(yè)計(jì)算結(jié)果提?。菏褂帽?各個(gè)全部構(gòu)件的最大變形與該設(shè)防水準(zhǔn)變形的比值。不會(huì)太離譜，用于檢查模型，如果差別過大，則可以考慮是性能水準(zhǔn)問題，還是構(gòu)件本構(gòu)定義的問題。第36頁(yè)/共39頁(yè)尚