結構抗震-時程分析ppt課件

1、構造抗震分析構造抗震分析動力時程分析方法動力時程分析方法1、時程分析方法步驟開場開場輸入構造總體信息、幾何與資料信息其它有關信息計算有關參數(shù)求初始彈性單剛、構成總剛、進展線性靜力分析，計算初始變形、初始內力求構造抗側總剛、進展線性動力分析、求自振頻率求阻尼矩陣求構造二階效應幾何非線性矩陣逐漸輸入逐漸輸入地震地面地震地面運動加速運動加速度記錄度記錄求非線性單剛、構成總剛、求構造抗側總剛構成增量動力微分方程解增量動力微分方程求主自在度位移速度、加速度增量1、時程分析方法步驟解增量動力微分方程求主自在度位移速度、加速度增量求主自在度位移速度、加速度求副自在度位移增量求單元內力、變形增量，拐點處置加速

2、度記錄能否終了輸出結果終了終了是否前往第三步2、構件非線性單元模型微觀單元模型微觀單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型微觀單元模型主要有平面應力元、三維實體單元、微觀單元模型主要有平面應力元、三維實體單元、纖維模型、板殼單元，纖維模型、板殼單元，難點：資料本構關系的特殊性和復雜性，難點：資料本構關系的特殊性和復雜性， 離散化整體式、組合式、分別式離散化整體式、組合式、分別式2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型 以構造中的各構件，如梁、柱、墻為根本分以構造中的各構件，如梁、柱、墻為根本分析單元，經過簡化處置將其簡化為一個非線性分析單元，經過簡化處置將其簡化為一個非線性分析單元。析單元。桿：

3、集中塑性鉸模型、分布塑性區(qū)模型桿：集中塑性鉸模型、分布塑性區(qū)模型Clough：雙分量：雙分量2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型Aoyama：三分量：三分量思索了開裂非線性的影響，能采用三線型恢復力滯洄模型理 想 彈 塑 性 桿 （q-p）K彈 性 桿pK理 想 彈 塑 性 桿 （ 1-q）K非 線 性 轉 動 彈 簧2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型變剛度三分段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，中間那么堅持彈性塑性區(qū)域長度塑性區(qū)域長度中間彈性段2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型變剛度五分段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

4、線性區(qū)域、中間那么堅持彈性中間彈性段開裂后非線性區(qū)屈服后非線性區(qū)2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型剪力墻的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動彈簧難與邊柱變形協(xié)調；相對轉動中心高度rh難以確定2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型剪力墻的模型剪力墻的模型多垂直桿單元模型2、構件非線性單元模型宏觀單元模型宏觀單元模型剪力墻的模型剪力墻的模型思索垂直桿剪切剛度的多垂直桿單元模型3、構造分析模型層間模型層間模型桿系模型桿系模型桿系桿系-層間模型層間模型平面應力元模型平面應力元模型3、構造分析

5、模型層間模型層間模型 剪切模型是一種簡單的層間模型，將質剪切模型是一種簡單的層間模型，將質量集中在樓層，不思索樓層變形，每一樓層量集中在樓層，不思索樓層變形，每一樓層只思索一個自在度只思索一個自在度 由于忽略了彎曲效應，只適用于高寬比由于忽略了彎曲效應，只適用于高寬比較小，梁板剛度較大，柱先屈服的強梁弱柱較小，梁板剛度較大，柱先屈服的強梁弱柱型框架。型框架。3、構造分析模型桿系模型桿系模型 以桿件作為構造的根本單元，梁、柱、以桿件作為構造的根本單元，梁、柱、墻均簡化為以其軸線表示的桿件，將其質量墻均簡化為以其軸線表示的桿件，將其質量堆積在節(jié)點處或者采用思索桿件質量分布單堆積在節(jié)點處或者采用思索

6、桿件質量分布單元質量矩陣。元質量矩陣。優(yōu)點：能明確各構件在每一時辰的受力與彈優(yōu)點：能明確各構件在每一時辰的受力與彈塑性形狀，由于放棄了樓面剛性假設，能更塑性形狀，由于放棄了樓面剛性假設，能更好地模擬樓面大開洞、錯層及風車型等復雜好地模擬樓面大開洞、錯層及風車型等復雜平、立面構造。平、立面構造。缺陷：自在度數(shù)多，計算慢缺陷：自在度數(shù)多，計算慢3、構造分析模型桿系桿系-層間模型層間模型 將每層質量集中于質心，對平面分析每將每層質量集中于質心，對平面分析每層僅思索集中質量的程度振動，對空間分析層僅思索集中質量的程度振動，對空間分析每層思索兩個方向的程度振動和樓層平面內每層思索兩個方向的程度振動和樓層

7、平面內的改動振動。的改動振動。 構成構造靜力總剛時，以桿件為根本單構成構造靜力總剛時，以桿件為根本單元，假設樓板平面內剛度無窮大，組裝成靜元，假設樓板平面內剛度無窮大，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力總剛。柔度矩陣求逆法得到動力總剛。3、構造分析模型平面應力元模型平面應力元模型 用于分析剪力墻體系的力學模型用于分析剪力墻體系的力學模型4、構件恢復力模型曲線型恢復力模型曲線型恢復力模型簡化分段線性的折線型恢復力模型簡化分段線性的折線型恢復力模型 折線型主要有：二線型、三線型、四線型折線型主要有：二線型、三線型、四線型帶負剛

8、度段、退化二線型、退化三線型、帶負剛度段、退化二線型、退化三線型、指向原點型和滑移型指向原點型和滑移型 桿單元：普通用退化三線型桿單元：普通用退化三線型 剪力墻：普通用指向原點型剪力墻：普通用指向原點型4、構件恢復力模型確定恢復力骨架曲線的方法：確定恢復力骨架曲線的方法： 實驗方法實驗方法 計算機方法計算機方法 適用方法適用方法4、構件恢復力模型確定恢復力骨架曲線的方法：確定恢復力骨架曲線的方法：開裂點：開裂點：屈服點屈服點破壞點破壞點反向開裂點：反向開裂點：反向屈服點反向屈服點反向破壞點反向破壞點),(ccM),(uuM),(yyM),(ccM),(uuM),(yyM4、構件恢復力模型123

9、88611812451079101399101111101184、構件恢復力模型確定恢復力骨架曲線的方法：確定恢復力骨架曲線的方法：各形狀剛度：各形狀剛度：ccMMKmaxmax6ayKKmax18幾何非線性1、建立單元剛度矩陣時思索軸力的幾何非線性；2、在整體構造的程度上來思索幾何非線性的P-效應的幾何剛度矩陣4、構件恢復力模型幾何非線性1rQrQrF采用與重力產生的傾覆力矩等效的等效側向荷載來替代重力效應)(1rrrgrruuhWQ第r層的重力效應以假設力Fr表示，那么：1111111)(rrgrrrgrrgrrrgrrrruhWuhWhWuhWQQF4、構件恢復力模型寫成矩陣方式uKFGngnngnggggggGhWhWhWhWhWhWhWhWK33222222221100GKKK*4、構件恢復力模型例例7.7.)(1tP2k1EI1EI1k)(2tP)(1ty)(2ty)(22tym )(1tP)(2tP)(1ty)(2ty)(11tym 1y)(1tR)(2tR)(1ty)(2ty11k21k112k22k12y= =2121111111ykykymPR 2221212222ykykymPR 212221121121212100yyk