靜力彈塑性和動(dòng)力彈塑性幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題PPT課件

1、目 錄1. 為什么要做靜力或動(dòng)力彈塑性分析？2. 是做靜力彈塑性還是做動(dòng)力彈塑性？3. 影響分析結(jié)果的因素？4. 初始荷載要用施工階段分析結(jié)果嗎？5. Pushover分析應(yīng)選擇什么樣的加載模式？6. 如何選取動(dòng)力彈塑性的地震波？7. 用鉸模型還是纖維模型？8. 要考慮樓板的彈塑性嗎？第1頁(yè)/共45頁(yè)目 錄8. 看什么結(jié)果？如何整理結(jié)果？9. 我能學(xué)會(huì)嗎？需要多久能學(xué)會(huì)？10.其它幾個(gè)問(wèn)題-動(dòng)力彈塑性分析采用顯式積分還是隱式積分-計(jì)算鉸特性值時(shí)用材料的設(shè)計(jì)值？標(biāo)準(zhǔn)值？極限值？-泊松比對(duì)墻單元非線性分析的影響？-墻單元在非線性分析時(shí)的剪切模量取值？-如何判斷墻是否發(fā)生了剪切破壞？-分析時(shí)間問(wèn)題第

2、2頁(yè)/共45頁(yè)目 錄1. 為什么要做靜力或動(dòng)力彈塑性分析？第3頁(yè)/共45頁(yè)1.為什么要做靜力或動(dòng)力彈塑性分析？ 你知道自己設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)到底能抵抗多大的地震嗎？ 你知道自己設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在大震時(shí)什么地方先破壞嗎？ 你知道自己設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是先發(fā)生剪切破壞還是彎曲破壞？ 結(jié)構(gòu)屈服后還能抵抗多大的地震力和變形？ 你用實(shí)配鋼筋驗(yàn)算過(guò)“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”嗎？ 大震下要結(jié)構(gòu)要保持彈性需要多大截面和配筋？第4頁(yè)/共45頁(yè)目 錄2. 是做靜力彈塑性還是做動(dòng)力彈塑性？第5頁(yè)/共45頁(yè)2. 是做靜力彈塑性還是做動(dòng)力彈塑性分析？靜力彈塑性的優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單方便、概念清晰 計(jì)算效率高 整理結(jié)果較為容易靜力彈塑性的弱點(diǎn)： 只適

3、合多層結(jié)構(gòu) 不能準(zhǔn)確計(jì)算出鉸順序 不能反映結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性(滯回特性)第6頁(yè)/共45頁(yè)2. 是做靜力彈塑性還是做動(dòng)力彈塑性分析？動(dòng)力彈塑性的優(yōu)點(diǎn)： 能夠反映結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性 正確反映出鉸順序 相對(duì)準(zhǔn)確的反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)動(dòng)力彈塑性的弱點(diǎn)： 理論較為復(fù)雜，難于學(xué)習(xí)掌握 分析結(jié)果受地震波等參數(shù)影響較大 計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)且整理結(jié)果較為繁瑣第7頁(yè)/共45頁(yè)2. 是做靜力彈塑性還是做動(dòng)力彈塑性分析？新抗規(guī)條規(guī)定：“應(yīng)應(yīng)”進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)如下：進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)如下： 1) 8度III、IV類(lèi)場(chǎng)地和9度時(shí)，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架； 2) 79度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝

4、土框架結(jié)構(gòu)； 3)高度大于150m的結(jié)構(gòu)； 4)甲類(lèi)建筑和9度時(shí)乙類(lèi)建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)； 5)采用隔震和消能減震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)； “宜宜”進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)如下：進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)如下： 1)表所列高度范圍且屬于表所列豎向不規(guī)則類(lèi)型的高層建筑結(jié)構(gòu)； 2)7度III、IV類(lèi)場(chǎng)地和8度時(shí)乙類(lèi)建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)； 3)板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房； 4)高度不大于150m的其它高層鋼結(jié)構(gòu)。 5)不規(guī)則的地下建筑結(jié)構(gòu)和地下空間綜合體。第8頁(yè)/共45頁(yè)2. 是做靜力彈塑性還是做動(dòng)力彈塑性分析？1. 高度200m 時(shí)，應(yīng)采用彈塑性時(shí)程分析法；3. 高度在150200m 時(shí)

5、，可視結(jié)構(gòu)不規(guī)則程度選擇靜力或時(shí)程分析法。4. 高度超過(guò)300m 的結(jié)構(gòu)，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算，進(jìn)行核； 5. 復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行施工模擬分析，應(yīng)以施工全過(guò)程完成后的內(nèi)力為初始狀態(tài)6. 彈塑性時(shí)程分析宜采用雙向或三向地震輸入7. 構(gòu)件的幾何尺寸、混凝土構(gòu)件所配的鋼筋和型鋼、混合結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件應(yīng)按實(shí)際情況參與計(jì)算。8. 鋼筋和混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010 的有關(guān)規(guī)定采用。9. 應(yīng)考慮幾何非線性影響新高規(guī)條、規(guī)定：第9頁(yè)/共45頁(yè)目 錄3. 影響分析結(jié)果的因素？第10頁(yè)/共45頁(yè)3. 影響分析結(jié)果的因素？ 線性設(shè)計(jì)結(jié)果 - 不能有超筋超限的構(gòu)件 荷載 - 初始荷載作

6、用下不要有屈服的構(gòu)件 - Pushover：加載模式(層剪力模式) - 動(dòng)力彈塑性：地震波 鉸特性 - 是否采用了實(shí)配鋼筋計(jì)算的？ - 如何計(jì)算的？（標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值、平均值) - 纖維的劃分精度 程序非線性分析方法的收斂性 5. 人為操作失誤第11頁(yè)/共45頁(yè)目 錄4. 初始荷載要用施工階段分析結(jié)果嗎？第12頁(yè)/共45頁(yè)4. 初始荷載要使用施工階段結(jié)果嗎？ 選擇初始荷載的目的 - 實(shí)際上要選擇的是初始內(nèi)力狀態(tài) - 計(jì)算初始狀態(tài)基礎(chǔ)上的地震作用效應(yīng) 理論上應(yīng)使用施工階段分析的內(nèi)力結(jié)果 - 考慮和不考慮施工階段分析，內(nèi)力結(jié)果相差較大 準(zhǔn)確的施工階段分析 - 要考慮實(shí)際的結(jié)構(gòu)、荷載、邊界的變化 目前

7、一般采用DL+0.5*LL （FEMA建議 0.25*LL) 第13頁(yè)/共45頁(yè)目 錄5. Pushover分析應(yīng)選擇什么樣的加載模式？第14頁(yè)/共45頁(yè)5. Pushover分析應(yīng)選取什么樣的加載模式？ Pushover分析的加載模式 - 靜力荷載工況、等加速度、振型、層地震剪力 原則：應(yīng)反映實(shí)際的地震力分布 一般選擇：第一振型 - 原因：多層結(jié)構(gòu)的地震力接近倒三角形，與第一振型接近 推薦：層剪力模式，對(duì)高層或不規(guī)則結(jié)構(gòu)更接近實(shí)際的地震力分布 固定加載模式的理論缺陷：加載模式在分析過(guò)程中不變 第15頁(yè)/共45頁(yè)目 錄6. 如何選取動(dòng)力彈塑性的地震波？第16頁(yè)/共45頁(yè)6. 如何選取動(dòng)力彈塑性

8、分析地震波？合理選波的三個(gè)方面 選取頻譜特性Tg、持續(xù)時(shí)間滿(mǎn)足要求的波 選取滿(mǎn)足抗規(guī)要求的三條波(兩條實(shí)際，一條人工) - 三條波平均影響系數(shù)的要求 - 三條波基底剪力的要求 合理調(diào)幅 - 用有效峰值加速度調(diào)幅 第17頁(yè)/共45頁(yè)目 錄7. 用鉸模型還是纖維模型？第18頁(yè)/共45頁(yè)7. 鉸模型和纖維模型的優(yōu)缺點(diǎn)？鉸模型的優(yōu)點(diǎn) 容易判斷構(gòu)件層面的損傷 可以考慮剪切破壞 計(jì)算效率相比纖維模型要高鉸模型的缺點(diǎn) 不能判斷截面局部的損傷 - 什么地方開(kāi)裂、壓碎，哪些鋼筋屈服等 第19頁(yè)/共45頁(yè)7. 鉸模型和纖維模型的優(yōu)缺點(diǎn)？纖維模型的特點(diǎn)(受纖維數(shù)量、變形協(xié)調(diào)的影響) 第20頁(yè)/共45頁(yè)目 錄8. 需

9、用考慮樓板的彈塑性嗎？第21頁(yè)/共45頁(yè)8. 需要考慮樓板的動(dòng)力彈塑性嗎？理論上需要 樓板鋼筋的影響 樓板剛度的變化對(duì)橫向分析結(jié)果的影響 可能會(huì)影響梁、柱、墻的出鉸順序?qū)崿F(xiàn)起來(lái)有難度 如何考慮樓板配筋 - 板的單元?jiǎng)澐趾懿灰?guī)則，如何找到對(duì)應(yīng)位置的配筋 應(yīng)力集中的影響 - 樓板與墻、連梁等連接位置在橫向荷載作用下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中 - 應(yīng)力集中位置很容易過(guò)早進(jìn)入塑性，這是不真實(shí)的 - 這會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和分析的收斂性第22頁(yè)/共45頁(yè)目 錄9. 看什么結(jié)果？如何整理結(jié)果？第23頁(yè)/共45頁(yè)結(jié)構(gòu)大師差別化功能新流程、新技術(shù)、新設(shè)計(jì)：第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決方案 靜力彈塑性結(jié)果靜力彈塑性結(jié)果 動(dòng)力彈塑性

10、結(jié)果動(dòng)力彈塑性結(jié)果 結(jié)果比較結(jié)果比較第24頁(yè)/共45頁(yè)結(jié)構(gòu)大師差別化功能新流程、新技術(shù)、新設(shè)計(jì)：第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決方案靜力彈塑性結(jié)果靜力彈塑性結(jié)果性能點(diǎn)位置（中震、大震）性能點(diǎn)位置（中震、大震）彈塑性層間位移角：看附錄彈塑性層間位移角：看附錄M M規(guī)定規(guī)定基底剪力：大震基底剪力：大震/ /反應(yīng)譜結(jié)果的約反應(yīng)譜結(jié)果的約3 3倍倍構(gòu)件承載力：驗(yàn)算方法看附錄構(gòu)件承載力：驗(yàn)算方法看附錄M M規(guī)定規(guī)定出鉸類(lèi)型出鉸類(lèi)型符合強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎要求符合強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎要求注意：注意：PushoverPushover分析不能準(zhǔn)確獲得出鉸順序分析不能準(zhǔn)確獲得出鉸順序第25頁(yè)/共45頁(yè)結(jié)構(gòu)大師差別化功能新流程、新

11、技術(shù)、新設(shè)計(jì)：第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決方案動(dòng)力彈塑性結(jié)果動(dòng)力彈塑性結(jié)果查看最大、最小值（中震、大震）查看最大、最小值（中震、大震）彈塑性層間位移角：看附錄彈塑性層間位移角：看附錄M M規(guī)定規(guī)定基底剪力：大震下位反應(yīng)譜結(jié)果的約基底剪力：大震下位反應(yīng)譜結(jié)果的約3 3倍倍構(gòu)件承載力：驗(yàn)算方法看附錄構(gòu)件承載力：驗(yàn)算方法看附錄M M規(guī)定規(guī)定出鉸順序、出鉸類(lèi)型出鉸順序、出鉸類(lèi)型符合強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎要求符合強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎要求第26頁(yè)/共45頁(yè)609650.00165686420.00165515700.00091639100.001131492850.00885OK1624350.00986OK211333

12、0.00339OK靜力彈塑性與動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果比較3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師第27頁(yè)/共45頁(yè)- - 最大層間位移角最大層間位移角191 Step靜力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師性能點(diǎn)第28頁(yè)/共45頁(yè)12th Story211 step191 step100 step12th Story100 step150 step12th Story191 step(性能點(diǎn)步驟驟)12th Story211 step(極極限)150 step靜力彈塑性分析結(jié)果- 各步驟框架鉸狀態(tài)3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師第

13、29頁(yè)/共45頁(yè)- 墻鉸狀態(tài)墻鉸狀態(tài)( (砼抗壓破壞砼抗壓破壞) )1st Story191 step砼抗壓破壞等級(jí)1st Story211 step靜力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師第30頁(yè)/共45頁(yè)- 墻鉸狀態(tài)（混凝土剪切破壞)1st Story191 step (性能點(diǎn))砼砼剪切破壞等級(jí)級(jí)1st Story211 step (最終終)1st Story52 step (屈服)靜力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師第31頁(yè)/共45頁(yè)- 墻鉸狀態(tài)（鋼筋破壞墻鉸狀態(tài)（鋼筋破壞) )9th Story191 step鋼鋼筋破

14、壞等級(jí)級(jí)9th Story211 step靜力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師第32頁(yè)/共45頁(yè)- 層剪力、層間位移角動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師第33頁(yè)/共45頁(yè)- - 連梁的滯回曲線連梁的滯回曲線動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師結(jié)構(gòu)大師第34頁(yè)/共45頁(yè)- - 混凝土墻的應(yīng)力混凝土墻的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師結(jié)構(gòu)大師第35頁(yè)/共45頁(yè) 延性系數(shù)延性系數(shù)(D/D1)

15、(D/D1)動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果3. 多樣的非線性分析結(jié)果多樣的非線性分析結(jié)果結(jié)構(gòu)大師結(jié)構(gòu)大師第36頁(yè)/共45頁(yè)目 錄10. 我能學(xué)會(huì)嗎？需要學(xué)多久？第37頁(yè)/共45頁(yè)1. 靜力彈塑性靜力彈塑性/動(dòng)力彈塑性分析數(shù)據(jù)自動(dòng)生成功能動(dòng)力彈塑性分析數(shù)據(jù)自動(dòng)生成功能1. 1. 只需一鍵，就能生成所有分析數(shù)據(jù)！只需一鍵，就能生成所有分析數(shù)據(jù)！結(jié)構(gòu)大師第38頁(yè)/共45頁(yè)2. 可導(dǎo)入實(shí)際配筋計(jì)算構(gòu)件的鉸特性可導(dǎo)入實(shí)際配筋計(jì)算構(gòu)件的鉸特性2. 2. 只需一鍵，就可導(dǎo)入施工圖中的實(shí)際配筋后準(zhǔn)確計(jì)算所有構(gòu)件的鉸特性只需一鍵，就可導(dǎo)入施工圖中的實(shí)際配筋后準(zhǔn)確計(jì)算所有構(gòu)件的鉸特性 繪圖師中的實(shí)際配筋繪圖師中的實(shí)際配筋 結(jié)構(gòu)大師第39頁(yè)/共45頁(yè)目 錄10.其它幾個(gè)問(wèn)題-動(dòng)力彈塑性分析采用顯式積分還是隱式積分顯式積分優(yōu)點(diǎn)：非線性分析容易收斂顯式積分的使用：爆炸（1/1000秒）、非線性特性明顯的結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu) ：隱式 積分足夠（地震波時(shí)間步長(zhǎng)0.02秒） 第40頁(yè)/共45頁(yè)目 錄10.其它幾個(gè)問(wèn)題-計(jì)算鉸特性值時(shí)用材料的標(biāo)準(zhǔn)值？設(shè)計(jì)值？極限值？按附錄M規(guī)定一般開(kāi)裂彎矩、屈服彎矩用標(biāo)準(zhǔn)值極限彎矩用極限值混凝土一般推薦用三折線鉸，鋼結(jié)構(gòu)用雙折線鉸混凝土用四折線武田模型、FEMA鉸時(shí)才有極限值第41頁(yè)/共45頁(yè)目 錄10.其它幾個(gè)問(wèn)題-泊松比對(duì)墻單元非線性分析的影響？-墻單元在非線性