結(jié)構(gòu)抗震-時(shí)程分析課件

結(jié)構(gòu)抗震分析

——?jiǎng)恿r(shí)程分析方法結(jié)構(gòu)抗震分析

——?jiǎng)恿r(shí)程分析方法1、時(shí)程分析方法步驟開始輸入結(jié)構(gòu)總體信息、幾何與材料信息其它有關(guān)信息計(jì)算有關(guān)參數(shù)求初始彈性單剛、形成總剛、進(jìn)行線性靜力分析，計(jì)算初始變形、初始內(nèi)力求結(jié)構(gòu)抗側(cè)總剛、進(jìn)行線性動(dòng)力分析、求自振頻率求阻尼矩陣求結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)幾何非線性矩陣逐步輸入地震地面運(yùn)動(dòng)加速度記錄求非線性單剛、形成總剛、求結(jié)構(gòu)抗側(cè)總剛形成增量動(dòng)力微分方程解增量動(dòng)力微分方程求主自由度位移速度、加速度增量1、時(shí)程分析方法步驟開始輸入結(jié)構(gòu)總體信息、求初始彈性單剛、求1、時(shí)程分析方法步驟解增量動(dòng)力微分方程求主自由度位移速度、加速度增量求主自由度位移速度、加速度求副自由度位移增量求單元內(nèi)力、變形增量，拐點(diǎn)處理加速度記錄是否結(jié)束輸出結(jié)果結(jié)束是否返回第三步1、時(shí)程分析方法步驟解增量動(dòng)力微分方求主自由度位移求副自由度2、構(gòu)件非線性單元模型微觀單元模型宏觀單元模型微觀單元模型主要有平面應(yīng)力元、三維實(shí)體單元、纖維模型、板殼單元，難點(diǎn)：材料本構(gòu)關(guān)系的特殊性和復(fù)雜性，離散化（整體式、組合式、分離式）2、構(gòu)件非線性單元模型微觀單元模型2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型以結(jié)構(gòu)中的各構(gòu)件，如梁、柱、墻為基本分析單元，通過簡化處理將其簡化為一個(gè)非線性分析單元。桿：集中塑性鉸模型、分布塑性區(qū)模型Clough：雙分量2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型Clough：雙分量用一根表示屈服特性的理想彈塑性桿和一根表示屈服后硬化特性的完全彈性桿來模擬構(gòu)件非彈性變形集中在端部塑性鉸，只適用于雙折線型恢復(fù)力滯洄模型，不能模擬循環(huán)受力時(shí)構(gòu)件剛度的連續(xù)變化和退化過程2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型用一根表示屈服特性的理想彈2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型Giberson：單分量用一個(gè)桿端塑性轉(zhuǎn)鉸來刻畫桿件的彈塑性性能，桿件兩端的彈塑性參數(shù)相互獨(dú)立，適用于各種恢復(fù)力滯洄模型不能考慮地震過程中構(gòu)件反彎點(diǎn)的移動(dòng)，僅考慮純受彎構(gòu)件。2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型用一個(gè)桿端塑性轉(zhuǎn)鉸來刻畫桿2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型Aoyama：三分量考慮了開裂非線性的影響，能采用三線型恢復(fù)力滯洄模型2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型考慮了開裂非線性的影響，能2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型變剛度三分段模型單元兩端分布有限長度塑性區(qū)域，中間則保持彈性2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型單元兩端分布有限長度塑性區(qū)2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型變剛度五分段模型單元兩端屈服后非線性區(qū)域，開裂后非線性區(qū)域、中間則保持彈性2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型單元兩端屈服后非線性區(qū)域，2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型剪力墻的模型等效梁模型、墻板單元模型、等效桁架模型，三垂直桿單元模型，多垂直桿單元模型，二維板單元模型三垂直桿單元模型轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧難與邊柱變形協(xié)調(diào)；相對轉(zhuǎn)動(dòng)中心高度rh難以確定2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型等效梁模型、墻板單元模型、2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型剪力墻的模型多垂直桿單元模型2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型多垂直桿單元模型2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型剪力墻的模型考慮垂直桿剪切剛度的多垂直桿單元模型2、構(gòu)件非線性單元模型宏觀單元模型考慮垂直桿剪切剛度的多垂直3、結(jié)構(gòu)分析模型層間模型桿系模型桿系-層間模型平面應(yīng)力元模型3、結(jié)構(gòu)分析模型層間模型3、結(jié)構(gòu)分析模型層間模型剪切模型是一種簡單的層間模型，將質(zhì)量集中在樓層，不考慮樓層變形，每一樓層只考慮一個(gè)自由度由于忽略了彎曲效應(yīng)，只適用于高寬比較小，梁板剛度較大，柱先屈服的強(qiáng)梁弱柱型框架。3、結(jié)構(gòu)分析模型層間模型3、結(jié)構(gòu)分析模型桿系模型以桿件作為結(jié)構(gòu)的基本單元，梁、柱、墻均簡化為以其軸線表示的桿件，將其質(zhì)量堆積在節(jié)點(diǎn)處或者采用考慮桿件質(zhì)量分布單元質(zhì)量矩陣。優(yōu)點(diǎn)：能明確各構(gòu)件在每一時(shí)刻的受力與彈塑性狀態(tài)，由于放棄了樓面剛性假設(shè)，能更好地模擬樓面大開洞、錯(cuò)層及風(fēng)車型等復(fù)雜平、立面結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：自由度數(shù)多，計(jì)算慢3、結(jié)構(gòu)分析模型桿系模型3、結(jié)構(gòu)分析模型桿系-層間模型將每層質(zhì)量集中于質(zhì)心，對平面分析每層僅考慮集中質(zhì)量的水平振動(dòng)，對空間分析每層考慮兩個(gè)方向的水平振動(dòng)和樓層平面內(nèi)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。形成結(jié)構(gòu)靜力總剛時(shí)，以桿件為基本單元，假設(shè)樓板平面內(nèi)剛度無窮大，組裝成靜力總剛后，采用靜力縮聚法、高斯消元法或柔度矩陣求逆法得到動(dòng)力總剛。3、結(jié)構(gòu)分析模型桿系-層間模型3、結(jié)構(gòu)分析模型平面應(yīng)力元模型用于分析剪力墻體系的力學(xué)模型3、結(jié)構(gòu)分析模型平面應(yīng)力元模型4、構(gòu)件恢復(fù)力模型曲線型恢復(fù)力模型簡化分段線性的折線型恢復(fù)力模型折線型主要有：二線型、三線型、四線型（帶負(fù)剛度段）、退化二線型、退化三線型、指向原點(diǎn)型和滑移型桿單元：一般用退化三線型剪力墻：一般用指向原點(diǎn)型4、構(gòu)件恢復(fù)力模型曲線型恢復(fù)力模型4、構(gòu)件恢復(fù)力模型確定恢復(fù)力骨架曲線的方法：試驗(yàn)方法計(jì)算機(jī)方法實(shí)用方法4、構(gòu)件恢復(fù)力模型確定恢復(fù)力骨架曲線的方法：4、構(gòu)件恢復(fù)力模型確定恢復(fù)力骨架曲線的方法：開裂點(diǎn)：屈服點(diǎn)破壞點(diǎn)反向開裂點(diǎn)：反向屈服點(diǎn)反向破壞點(diǎn)4、構(gòu)件恢復(fù)力模型確定恢復(fù)力骨架曲線的方法：4、構(gòu)件恢復(fù)力模型12388611812451079101399101111101184、構(gòu)件恢復(fù)力模型1238861181245107910134、構(gòu)件恢復(fù)力模型確定恢復(fù)力骨架曲線的方法：各狀態(tài)剛度：4、構(gòu)件恢復(fù)力模型確定恢復(fù)力骨架曲線的方法：幾何非線性1、建立單元?jiǎng)偠染仃嚂r(shí)考慮軸力的幾何非線性；2、在整體結(jié)構(gòu)的水平上來考慮幾何非線性的P-Δ效應(yīng)的幾何剛度矩陣4、構(gòu)件恢復(fù)力模型幾何非線性4、構(gòu)件恢復(fù)力模型幾何非線性采用與重力產(chǎn)生的傾覆力矩等效的等效側(cè)向荷載來代替重力效應(yīng)第r層的重力效應(yīng)以假設(shè)力Fr表示，則：4、構(gòu)件恢復(fù)力模型幾何非線性采用與重力產(chǎn)生的傾覆力矩等效的等效側(cè)向荷載來代替重寫成矩陣形式4、構(gòu)件恢復(fù)力模型寫成矩陣形式4、構(gòu)件恢復(fù)力模型例7.m1m2=剛度矩陣?yán)?.m1m2=剛度矩陣阻尼矩陣一般采用Rayleigh，4、構(gòu)件恢復(fù)力模型阻尼矩陣4、構(gòu)件恢復(fù)力模型人有了知識，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋