EPDAPUSH進(jìn)行彈塑性分析培訓(xùn)ppt課件

1、楊志勇中國建筑科學(xué)研討院PKPM CAD工程部彈塑性分析目的、意義彈塑性分析方法彈塑性分析的詳細(xì)實現(xiàn)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根本問題： 計算薄弱層位移反響和變形才干；經(jīng)過改善構(gòu)造均勻性和加強薄弱層使得層間位移角滿足限值要求。GB 50011-2019JGJ 3-2019JGJ99-983.4.3條 豎向不規(guī)那么構(gòu)造應(yīng)宜進(jìn)展彈塑 性變形分析3.6.2條 彈塑性分析可以根據(jù)詳細(xì)情況采用 彈塑性靜力、時程、簡化方法5.5.2條 何種構(gòu)造需求進(jìn)展彈塑性變形驗算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

2、間位移角限值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) 7 9 度時樓層屈服強度系數(shù)小于0.5 的鋼筋混凝土框架構(gòu)造3) 高度大于150m 的鋼構(gòu)造4) 甲類建筑和9 度時乙類建筑中的鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼構(gòu)造5) 采用隔震和消能減震設(shè)計的構(gòu)造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)那么類型的高層建筑構(gòu)造2) 7 度3、4類場地和8 度時乙類建筑中的鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼構(gòu)造3) 板柱-抗震墻構(gòu)造和底部框架磚房4) 高度不大于150m 的高層鋼構(gòu)造4.6.4條 , 4.6.5條 ,5.1.13條， 4.6.4條 有詳細(xì)規(guī)定根本服從于5.3.

3、6條5.3.10條 ,5.4.4條， 5.5.3條 有詳細(xì)規(guī)定有層間側(cè)移延性比規(guī)定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順應(yīng)范圍小薄弱層確定不準(zhǔn)確彈塑性層間位移為估算結(jié)果實際根底較扎實的一種方法適用范圍較為廣泛對運用者要求較高計算時間相對較大EPDA中曾經(jīng)實現(xiàn)單元模型梁、桿、柱、撐采用纖維束模型剪力墻采用彈塑性殼單元方程解法PCG解線性方程多種解動力微分方程方法多種解非線性方程方法接力SATWE、PMSAP程序，適用的構(gòu)造類型廣泛動力彈塑性分析方法表示圖較動力彈塑性分析方法可一定程度節(jié)省計算時間與動力彈塑性分析方法互為補充PUSH中曾經(jīng)實現(xiàn)較為先進(jìn)的單元類型先進(jìn)的弧長法加載

4、戰(zhàn)略非線性方程疊代方法的多種選擇波前法解線性方程病態(tài)方程的特殊解法處置接力SATWE程序，順應(yīng)的構(gòu)造類型廣泛靜力彈塑性分析方法表示圖“一體化軟件實現(xiàn)彈塑性靜、動力分析一體化軟件實現(xiàn)彈塑性靜、動力分析“靜力分析與靜力分析與“動力分析相結(jié)合動力分析相結(jié)合“簡單易用與簡單易用與“廣泛適用相結(jié)合廣泛適用相結(jié)合“計算效率與計算效率與“計算準(zhǔn)確相結(jié)合計算準(zhǔn)確相結(jié)合“初級用戶與初級用戶與“高端用戶相結(jié)合高端用戶相結(jié)合非常容易的構(gòu)成彈塑性分析模型，非常容易的構(gòu)成彈塑性分析模型，防止煩雜的建模任務(wù)防止煩雜的建模任務(wù)彈塑性分析并非高不可攀，可以簡單易用彈塑性分析并非高不可攀，可以簡單易用近幾年每年幾十個的實踐工程

5、運用近幾年每年幾十個的實踐工程運用用戶反響良好，一旦掌握，反復(fù)運用用戶反響良好，一旦掌握，反復(fù)運用彈塑性分析可以量化反映構(gòu)造抵御罕遇彈塑性分析可以量化反映構(gòu)造抵御罕遇 地震的性能地震的性能16.2。彈塑性動力分析軟件。彈塑性動力分析軟件EPDA工程實例工程實例方便的實現(xiàn)大型復(fù)雜構(gòu)造從復(fù)雜空間建模、彈性階段設(shè)計方便的實現(xiàn)大型復(fù)雜構(gòu)造從復(fù)雜空間建模、彈性階段設(shè)計到彈塑性分析任務(wù)到彈塑性分析任務(wù)經(jīng)過隔震單元的隔震作用，顯著降低罕遇地震下構(gòu)造呼應(yīng)經(jīng)過隔震單元的隔震作用，顯著降低罕遇地震下構(gòu)造呼應(yīng)與與ANSYSANSYS、ABAQUSABAQUS等權(quán)威非線等權(quán)威非線性分析軟件進(jìn)展了靜力、動力彈塑性性分析

6、軟件進(jìn)展了靜力、動力彈塑性分析的充分驗證分析的充分驗證簡單的鋼框架，高度非線性簡單的鋼框架，高度非線性檢驗的整體程序框架，包括非線性迭代、靜動力解法、檢驗的整體程序框架，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)系等中心計算程序纖維束梁單元，非線性本構(gòu)關(guān)系等中心計算程序-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150246810epdaabaqus-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2024681012abaqusepda-6算例二、算例二、9 9層鋼框架模型層鋼框架模型-0.6-0.4-0.200.20.40.60.802468

7、10abaqusepdaepda-細(xì)分6驗證了混凝土非線性本構(gòu)關(guān)系，纖維束混凝土梁、驗證了混凝土非線性本構(gòu)關(guān)系，纖維束混凝土梁、柱單元柱單元動力彈塑性分析動力彈塑性分析EPDAEPDA與與ABAQUSABAQUS結(jié)果對比結(jié)果對比-0.03-0.02-0.0100.010.020.03012345umatabaqusoriginalepda6epda81epda101動力彈塑性分析動力彈塑性分析EPDAEPDA與與ABAQUSABAQUS結(jié)果對比結(jié)果對比-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.080123456epda-6abaqus-8第一次開裂時，剪力墻受拉裂痕

8、第一次開裂時，剪力墻受拉裂痕EPDAEPDA與與ABAQUSABAQUS情況情況動力彈塑性分析動力彈塑性分析EPDAEPDA與與ABAQUSABAQUS結(jié)果對比結(jié)果對比-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020123456epdaabaqus-original動力彈塑性分析動力彈塑性分析EPDAEPDA與與ABAQUSABAQUS結(jié)果對比結(jié)果對比-0.04-0.03-0.02-0.0100.010.020.030.040123456abaqusepda第一次開裂時，剪力墻受拉裂痕第一次開裂時，剪力墻受拉裂痕EPDAEPDA與與ABAQUSABAQUS對比對比15

9、.315.3。彈塑性靜力分析軟件。彈塑性靜力分析軟件PUSHPUSH工程實例工程實例算例一、單層鋼框架模型算例一、單層鋼框架模型15.415.4。彈塑性靜力分析軟件。彈塑性靜力分析軟件PUSHPUSH工程實例工程實例11.21.41.61.822.2050100150200250300350abaqusPUSH算例二、算例二、9 9層鋼框架模型層鋼框架模型11.051.11.151.21.251.30100200300400500600700abaqus-0.01PUSH-0.01abaqus-1PUSH-111.11.21.31.41.51.61.71.8050100150abaqusPUS

10、H驗證了混凝土非線性本構(gòu)關(guān)系，纖維束混凝土梁、驗證了混凝土非線性本構(gòu)關(guān)系，纖維束混凝土梁、柱單元柱單元靜力彈塑性分析靜力彈塑性分析PUSHPUSH與與ABAQUSABAQUS結(jié)果對比結(jié)果對比11.522.533.544.5050100150200250abaqusrebar1abaqusrebar2pushrebar1pushrebar2pushrebar5abaqusrebar5靜力彈塑性分析靜力彈塑性分析PUSHPUSH與與ABAQUSABAQUS結(jié)果對比結(jié)果對比11.051.11.151.21.251.31.351.41.45020406080100120push10abaqus-12a

11、baqus-211.051.11.151.21.251.30100020003000結(jié)構(gòu)頂點位移(mm)荷載因子試驗數(shù)據(jù)有限元解l17.1。彈塑性位移角控制l17.2。構(gòu)造薄弱部位的判別l17.3。構(gòu)造的抗倒塌驗算l17.4。大震下構(gòu)造抗震性能的整體評價l17.5。彈塑性分析結(jié)果的討論 F1。構(gòu)造各層彈塑性最大位移、位移角，平均位移、位移角；F2。最大變形時辰的構(gòu)造整體位移、位移角曲線；F3。對于高層尤其是超高層構(gòu)造應(yīng)調(diào)查有害位移、有害層間位移角，有害位移是構(gòu)造真正的變形位移，對高層構(gòu)造最大有害層間位移與最大層間位移往往差別較大，分布也不同；F4。目前抗震規(guī)范依然以層間位移角給出判別目的，所以

12、彈塑性位移控制仍以規(guī)范為準(zhǔn)。 17.1。彈塑性位移角控制。彈塑性位移角控制F1。最大層間位移、最大有害層間位移所在的樓層；F2。層間位移、有害層間位移超越規(guī)范限值的樓層；F3。構(gòu)造構(gòu)件塑性鉸、剪力墻破壞點比較集中的部位；F4。構(gòu)造部分變形較大的部位；F5。構(gòu)造彈塑性反響力突變的部位。薄弱層薄弱部位l1。需求譜曲線周期-影響系數(shù)曲線構(gòu)造在靜力推覆分析過程中，隨著構(gòu)造的破壞、構(gòu)造阻尼的添加、構(gòu)造自振周期的變化，反映出構(gòu)造在設(shè)計烈度大震下的彈塑性最大程度地震影響系數(shù)曲線。該曲線綜合反映了構(gòu)造彈塑性變形過程中地震作用變化的情況。l2。才干曲線周期-加速度曲線基于等效單質(zhì)點體系綜合統(tǒng)計出的構(gòu)造周期加速度

13、曲線。隨著構(gòu)造進(jìn)入彈塑性形狀，構(gòu)造的自振周期、頂點加速度反響也發(fā)生變化，當(dāng)該曲線穿過需求普曲線時，闡明構(gòu)造可以抵抗設(shè)計烈度的大震，否那么就以為不能抵抗設(shè)計烈度的大震情況。越早穿過需求普曲線，闡明構(gòu)造抵抗大震的才干越強，當(dāng)曲線趨于程度時，闡明構(gòu)造接近破壞、倒塌；l3。周期-最大層間位移曲線基于等效單質(zhì)點體系綜合統(tǒng)計出的構(gòu)造周期頂點位移曲線。隨著構(gòu)造進(jìn)入彈塑性形狀，構(gòu)造的自振周期、頂點位移反響也發(fā)生變化，豎向銜接需求譜與才干譜曲線的交點，那么該點的層間位移值可以了解為抵抗設(shè)計烈度大震時的構(gòu)造彈塑性層間位移，也可以把該點的層間位移與規(guī)范限值比較，比規(guī)范小那么滿足設(shè)計要求，反之那么以為不滿足設(shè)計要求。

14、周期-影響系數(shù)曲線需求譜曲線周期-最大位移角曲線周期-加速度曲線才干曲線T影響系數(shù)1/105等效單自在度體系驗算曲線層間位移角l4?？沟顾炈愕钠渌椒◤椝苄苑治隹梢园丛O(shè)定的方式思索構(gòu)造的倒塌機(jī)制。如以下圖所示，當(dāng)構(gòu)造由于外部緣由，在部分失去支撐，此時分析構(gòu)造的現(xiàn)狀。F1。彈塑性層間位移、位移角的控制；F2。構(gòu)造大震下的薄弱部位的判別；F3。構(gòu)造抗倒塌驗算；F4。構(gòu)造大震下的整體變形才干，即最大變形；F5。構(gòu)造大震下變形、反響力的突變分析；F6。部分變形分析；F7。靜力推覆的最大承載力分析；F8。時程分析的各時辰構(gòu)造變形、桿件塑性鉸分析；F9。各時辰桿件塑性鉸、剪力墻破壞點分布的分析；F10。構(gòu)造關(guān)鍵部位、減弱部位的彈塑性反響分析。17.4。大震下構(gòu)造整體性能的評價。大震下構(gòu)造整體性能的評價 F1。彈塑性動力時程分析時，其彈塑性地震波應(yīng)盡能夠與建筑物所在地接近，如上海市專門公布了公用于本地域的兩條彈塑性地震波；F2。彈塑性分析所采用構(gòu)件梁、板、柱、墻的計算模型，不同的計算模型，有時計算結(jié)果會有一定的差別；F3。資料的彈塑性模型，對不同資料運用適宜的彈塑性應(yīng)力應(yīng)變曲線，普通應(yīng)以“混凝土規(guī)范為準(zhǔn)；F4。彈塑性整體計算模型如