弹塑性输出结果解读含实例

结构时程分析

输入地震准则和输出结果解读

时程分析法三要素

输入地震波准则：输入地震波不确定性数量、特征要求；2. 计算模型和计算方法：本构关系、屈服模型、积分方法、阻尼取值、地震输入方式、计算结果摘取；输出结果：楼层剪力、弯矩、位移分布、剪重比之比、顶点位移比(弹性/弹塑性)、损伤程度（损伤因子，应力应变）、顶点位移时程之比(弹性/弹塑性)、周期变化。（一）时程法的规范规定目的：补充计算（）。范围：高度和跨度（，5，6）。地震有效峰值加速度EPA：（）

由αmax反算，EPA

=αmax/

β,

统一取β

=

2.25。（二）输入地震波准则地震波数量：3组，取包络；7组，取平均。选波原则：按场地类别和地震分组选择，平均地震影响系数曲线与规范曲线在统计意义上相符，小震和大震地震波不同（反应谱Tg不同）。地震波检验：结构主向，底部总剪力满足：

单组65～130%，平均80～120%。有效持续时间：Td

=5倍结构基本周期,起始

峰值到结束峰值（最大峰值的10%）。错误的选波方法-

Tg

挑选”小“的不分场地类别不分地震分组（近、远震）由一条地震加速度记录的反应谱计算Tc： SA=ώPSV=（2π/TC）PSV

TC=2π（PSV/SA），是确定性的。

而规范反应谱是由统计平均得到，所以

Tg≠TC

小震弹性输入地震波:

二组实际地震记录和一组人工模拟加速度时程（AS735、US052和US169)楼层剪力(高振型响应)

X向

Y向

检验-底部剪力对比(满足规范要求)

规范谱US052US169S735-1最大值/规范谱最小值/规范谱平均值/规范谱X向30684.331527.532489.426742.687%105%98%Y向28526.126916.626380.720581.394%72%86%

楼层弯矩X向

Y向

层间位移角X向Y向大震弹塑性(一)计算模型和计算方法本构关系屈服模型积分方法阻尼取值地震输入方式（单向、多向）计算结果摘取方式(二)输出结果层间位移角分布(弹性/弹塑性)；顶点位移时程(弹性/弹塑性)；底部总剪力时程(弹性/弹塑性)；最大（拉、压、剪）应力、应变、损伤、塑性铰分布；能量分布；构件：核心筒外、内墙肢、框架柱、梁、

环梁、环带桁架、耗能构件（连梁、支撑）（三）常用软件

Abagus

Perform-3D

Etabs

Midas

LS-Dyna

Sausage

Marc（四）常规判断：弹塑性/弹性大震/小震地震作用:4～7倍（烈度9～6）基底剪力3～5倍？楼层位移（角）3～5倍？大震弹塑性/大震弹性顶点位移时程曲线（结构刚度退化）基底剪力时程曲线（五）工程案例利科•西安国际金融中心(Abaqus)

武汉恒隆广场(Perform3-D)合肥恒大广场(Abaqus)青岛海天中心T2塔楼(PKPM-Sausage,Perform3-D)九江国际金融中心(Perform3-D)新疆宝能城1-01#办公楼(Perform3-D)-

BRB+连梁剪切型阻尼器云南昆明恒隆广场裙楼-

软钢剪切型阻尼耗能墙厦门帝景苑项目4#、5#楼(Perform3-D)-

非线性粘滞阻尼器（墙）利科•西安国际金融中心（Abaqus）塔楼是一栋以高端写字楼为主的商务综合体，高度349.7m，地上75层。裙房共3层，为配套的商业和餐饮，裙房与主楼在地上部分设缝脱开。地下共4层，为配套用房及车库，地下部分不设缝。标准拴层平句面布沿置塔楼标涝准层主遭要功能情为办公轰。输入椒地震遵加速区度时讲程10将s前最叮大能音量楼层最愧大位移2.纠12渔0mL0钩332.0恐06mL03裳3最大矛层间怜位移止角43纽奉~4沟6层1/1尼06L0驼3340刻~4刮5层1/1汁09L03对3基底剪涂力-X基底剪布力-YL0筐33基底研剪力回（框架/筒体）方向工况总基底剪力/N核心筒承担剪力/N外框架承担剪力/NX向L033-456XY32527456028770444837685224（11.6%）L064-678XY31228880027547260836816140（11.8%）L850-456XY36195628832337657639730856（11.0%）Y向L033-456YX31127980826509644846183308（14.8%）L064-678YX29337040025146608043189336（14.7%）L850-456YX33138806428300950448378560（14.6%）X-顶层牵最大里位移钱时程浩（弹旷性/弹塑刘性）7.5弊s天然波L03是3第9s开始进刮入塑性X向：第幅一阶平精动周期虏为5.9岸66s6.义0sY-顶层最撕大位移玩时程（沫弹性/弹塑性潮）天然今波L03宿3第9s开始巾进入五塑性7.批9sY向：席第一险阶平循动周考期为6.0乖47s6.0否sL0花33-地震叨波输皱入核谱心筒外墙累延积受压燥损伤L03津3-地震布波输国入核市心筒外墙WA盟LL脖1累积受娇压损伤加强码层之间外墙WAL麦L1累积昨受压霜损伤顶部戏外墙WA辆LL掉1累积受压句损伤内墙累阁积受判压损知伤加强层见之间内墙Wa绒ll蜂3累积受粘压损伤L0浑33-地震波魂输入核心筒底部加强区倾外墙钢双板Mi嘉se傅s应力L03盈3-地震剖波输奸入核心什筒底部加强区闭内墙钢螺板Mis香es应力L0败33-地震波恼输入外框跪架柱袭型钢Mi奸se婶s应力L0稀33-地震凳波输也入加强咐层腰桁架Mis升es应力L0盛33-地震波牢输入外框架梁Mis计es应力动力弹田塑性分辞析结论（2）最大类层间位攀移角：X=1/蛙10夺6，Y=1/休10扩9（<1千/1值00）。（4）连梁汤：连梁厅及洞口范处累积吊受压损廉伤严重成。（5）框震架柱袭：部堂分边爆缘混慎凝土气压应艘变达笔到0.0鬼019劣3<极限压应变0.伐00旷33，混凝土未出现咬压溃，伟大部分冶混凝土换压应变<0.0轧015政0；大部压分型钢阶未屈服箱。（6）伸郑臂桁斩架和印腰桁流架：五全截把面平揭均MI刑SE俊S应力最篮大值为28旬1M商Pa。（7）外框藏梁全潮截面胞平均MI岁SE轿S应力最截大值为26蔽8M肾Pa。（1）顶缠点最某大位板移：X=2.1光20m，Y=2.0跨06拔m；（3）筒体骡：顶部嘉外墙和思加强层扑之间内健墙累积妙受压损集伤严重朽。武汉恒事隆广场中心彩建筑阿设计迈进扰土木钩结构塑工程笋顾问Per但for究m-3忌DJan猫uar黄y嫁201兄5标准层阅模型3D图加强层腥模型3D图办公楼草结构体碗系主体泼结构临体系加强层主体27段4.皮90地m墙、锤柱、竭梁截猫面尺苦寸标准部层结需构平假面图子项参数结构平面尺寸(m)72.2x47.0核心筒尺寸(m)42.5x20.5筒体外围剪力墙厚度(mm)地下三层-屋面1300~400钢管砼柱(mm)地下三层-屋面2000~1000钢框架主梁H800x600H700x400H500X400H500X300钢框架次梁HM500x300HN500x200地震波X方向比值Y方向比值人工波HLDC5002014.344.83HLDC5002024.384.58天然波No1_X4.225.16No2_X4.645.16No3_X4.143.56No4_X4.935.37No5_X4.524.65平均值4.444.68基底领剪力营比值惠（大虽震/小震茫）大震峰位值加速赤度为：195扁c窄m/s堆²小震峰鸭值加速胆度为：28cm/此s²大震/小震=7.帝0小结：1、大震吴弹塑性俘时程分凉析的层捉间位移百角与小删震、中稳震弹性此层间位谢移角总怪体趋势素一致，唯且均满扎足其相桑应的规奶范限值快。2、七条越地震波X方向赵层间若位移赴角最工大值死为1/市25江5,Y方向犁层间辰位移想角最彻大值认为1/1获71，低于1/1侨00的规捐范限度值。X方向层庄间位移发角比较Y方向层捕间位移漫角比较层间位页移角对俘比（小城震/中震/大震般）大震作用下偿核心筒厅剪力墙剪压弟比最大杂值0.0夹95<规范值0.1菌5说明抖：图中疤所标纲数值为剪压天比：大震底部点剪力受墙剪压笔比输入枣地震灶加速昨度时阻程30兄s以后避能量无最大小结：1、开雨始阶针段，混弹性馆时程倒分析片与弹旦塑性胖时程互分析桨的基而底剪校力基登本一帮致，停曲线沾基本菜重合碑。2、随着度地震剪妇力增大粒，部分枯构件（侦主要为裁耗能构介件）屈文服，结黄构刚度无退化，期结构阻扑尼增大过，周期改变长，典吸收地敲震剪力箱减小，盲弹塑性读时程分界析的基室底剪力时逐渐小纽奉于弹性形时程。3、随着跨时间进絮行，两兆者基底毅剪力时姓程曲线阀差异越笔来越大而。基底剪伟力时程梁（弹性/弹塑性）30s以后绩进入貌塑性小结：1、在消开始遵段，么弹性繁与弹朋塑性猜时程跳分析各的顶挂点位永移基裳本一快致，寨曲线泽基本此重合呀。2、第35s后，抵结构喊损伤玻，耗够能构膨件屈么服，仆结构羞刚度设退化酱，周翼期变溜长，作弹塑扬性位许移变碍小。3、总考的损倦伤程态度为商“中戚度”雹，符情合上袄述“寻耗能赤分析饥”结大果。顶点位绪移时程靠（弹性/弹塑性）30狂s以后进甜入塑性结构弹妖塑性耗蹄能分析结构的鞭不同类代型累积强耗能以动能飞（蓝叮）和应变曾能（序青）最大昏，其炭次为振型巾阻尼李耗能陷（橙抓），再次每为塑性耗夸能（红猾），所占递比例为15%左右，搞整体处使于较弱养非线性蜘状态，涝与结构践质量（黄叛）和刚蚁度（绿）相关寇的粘滞聚阻尼沙耗能最小。在重思力工票况下壳，结还构从0s时程开广始，动能和应变依能（可刮恢复腊）随虑着地命震波呈幅值解的变盈化而图变化比，直命到时摸程结叮束时梢恢复升到初若始状羞态；准而塑性耗祖能（不可慨恢复的割应变能训）在5s处开始停，随着羽时间不窑断增加宾，振型燃阻尼增耗能和粘滞阻堂尼耗能也随邻着时著间而裁不断浙累积克增加粗，在承时程堤末端拦达到都最大锤值。应变能（主彻要来户自钢裤管砼割柱、睬剪力吊墙纤恐维）柳保持勒渐变稼，说素明柱远、墙园基本宫保持污抗弯法不屈盈服状屠态；塑性乡丰耗能（主嚷要是反连梁蛋和钢蛛梁的文弯曲段应变洽）所应占比真例不光大。大震路弹塑酱性时间程分公析得身到的挑结构做不同三类型摔能量话时程鞭曲线窄和累秀积耗植能分吐布，灶符合吩地震械作用伶下结矩构整自体耗营能的万客观右规律溉。另牢外，年结构她在罕登遇地奖震作浓用下沟塑性狐耗能宪水平斜处于用较低涝状态扯，从的能量左耗散清角度喝可以东认为君，结程构为“中度碍损坏”。不同类冤型能量滩时程曲叹线和累约积耗能手分布合肥罪恒大恒广场汉塔楼美国TT，上海炕华东设阴计总院建研科串技股份拔有限公存司（Aba创qus）20观23餐/5延/3整体揉模型=巨型框绝架+核心筒+伸臂桁堪架外围16根巨洗柱7道环带桁架抄（7区）3道伸金臂桁润架底部L1牌~L众14：钢板奴剪力鸟墙井字墙L1~竖L70：型钢超暗柱结构体踩系H518纲m，F1从09中高区拥平、剖王面T1=淋8.9伙6sT2=饿8.7从7sT3=趣5.3鹅7sT4=棋3.1南0sT5股=3抽.0手1sT6偏=2蛙.3叛9s计算乎结构裹周期反应与谱弹垒性层箭间位俊移角疼分布题图(1诵)输入惰地震典波-七组反应鬼谱-5组天毅然波反应谱-2组人木工波(2)检验-底部总菌剪力(时程法/CQ窃C)单条主向零：最松小、串最大奔比值阅为78.哭8%、12旦8.键0%，满足[65%兵-13柿5%]要求肉。多条平梢均：X、Y主向分周别为107图.5%、105蛇.3%，满足>8陡0%要求喊。（3）楼层罪剪力使和弯秋矩分猛布X为输入曲主方向Y为输入毕主方向（4）层位计移和敌位移众角（5）顶点圣最大位便移和层疼剪位移抖角X：最大位移1968岭mm，最意大层间绿位移角1/7你6，平均1/1党34（f-8养9）Y：最大位移195妈3mm，最大层间森位移角1/澡62，平均1/1阴21（f-8废9）(6)选一姑组输临入地锋震波(L拌50节5-形50箱7)对应的半反应谱-高振型后显著0.2苍,1亿.0,咱2.承0s计算振袋型数要孙足够多（7）角点位传移（L50所5-5赖06）另一集问题律：四朴个角缓点位弊移