MIDASGen抗震设计交流.ppt

1、、MIDAS/Gen抗震分析和设置修订介绍、copyright 2000-2003 midasinformationtechnologyco .Ltd .北京迈达斯技术有限公司上海分公司马秋玲、目录、基础剪切法分析反应频谱分析抗震分析思想、抗震设置修订目标：建筑物在使用期间即：小地震不破，中地震可修，大地震不倒的现在的抗震设施修订是以小地震为设置修订的基础，中地震和大地震由地震力的调整系数和各种抗震构造措施保证。 构造地震反应方法：拟静力方法用等效载荷表示地震对构造物的作用，然后用静力分析方法对构造进行内力及位移修正计算。 直接动力分析方法对动力方程进行直接积分，求出结构反应与时间变化的关系，

2、得到时间序列曲线。 对地震、烈度地震引起的构造地震反应进行分析。 基于地震的地震反应分析可以采用反应谱法，基于震度地震的地震反应分析可以采用时间分析法基于性能的抗震设防分析方法：线性静力分析方法、线性动力分析方法、非线性静力分析方法、非线性动力分析方法。 动力平衡方程式、惯性力、阻尼力、弹力、动力平衡方程式的解法、1、古典解法、二次线性微分方程式、2、杜哈梅积分将外载荷视为时间间隔非常短的冲击可应用于线性和非线性区域中心差分法、常加速度法、线性加速度法Newmark-法、Wilson-法、的n个自由度体系的n个自振动频率和特征向量：各特征向量间满足正交条件，利用特征向量的正交性， 生成对角质量

3、矩阵和刚度矩阵并将结构体系的动力方程组直接输入到各振动型衰减中的独立n个单自由度体系、振动型分析、结构衰减、振动型衰减的方法Rayleigh衰减质量和刚度因子法应变能因子法不是典型的衰减基础剪力法，使用范围：高度40m以下，以剪切变形为主，质量和刚度沿刚度分布比较均匀的结构，以及接近单点体系的结构，可采用底部剪力法。 分析过程：创建结构模型(完全坐标系和重力方向相反)，指定刚性地面高度确定层(无论质量数据小于或等于高度)以将模型中的自重和载荷转换为质量(以校正重力载荷的代表值)，并输入意外偏心量选择标准。 输入必要的残奥仪表(GB50011-2001) (DGJ 08-9-2003 )以自动生

4、成每个层的地震(与自动生成的层数据结合)，演示、反应光谱、反应光谱是单自由度弹性系统由于给定的地震而具有的最大的反应，位移光谱、 根据准加速度谱、反应谱、在同一场所得到的地面运动加速度记录来修正各自的反应谱曲线，进行统一修正分析，求出的谱曲线是抗震设定修正反应谱。 建筑抗震设施修订规范(GB 50011-2001 )中水平地震影响系数谱抗震规范赋予的设施修订反应谱，不仅考虑了建筑场所的分类，还考虑了震度、震源距离及衰减比的影响。振动型分解反应谱的分析方法基本上如下： (1)结构物的地震反应具有弹性，可以使用重叠原理进行振动型的组合；(2)结构物的各支撑部位的地震完全相同，基础与基础之间没有相互

5、作用；(3)结构物的最不利的反应是其最大的地震反应与其他动力反应残奥仪表(例如达到最大值附近的次数和频率)无关的(4)地震动过程是平滑的随机过程。 各模式的衰减对校正运算得到的模式的周期进行校正，以便进行模式分解反应谱法分析流、特征值分析，校正结构的固有周期，分析的固有周期数足够，能够以足够的精度校正叠加后的分析结果， 衰减在规范修正反应谱中寻找相应的地震影响系数(各模式的地震影响系数)，节点等效质量用式K*u=F (惯性力)修正各模式的各质点的惯性力，修正各模式的惯性力引起的位移，其他响应(内力、应力等)用模式组合方法(SRSS、CQC 模式分解反应谱法、模式组合方法、完全二次项组合法(CQ

6、C法) CQC法在用于模式的平方和开方法(SRSS法) CQC法中，自激振荡频率越远，值越小，在大致为零时，SRSS法在主振动型的周期不接近的情况下，例如串联多自由度由于ABS法将各模式的作用效果的绝对值相加，结构的各模式的最大地震反应不会同时发生，因此该修正结果过于保守。 地震波生成器、频谱特性反映在特征周期中，根据场地类型和特征周期划分确定。 用于有效峰值建筑抗震设施修正规范时间分析的地震加速度时间曲线的最大值(cm/s2)持续时间这一种类是指地震床加速度值大于某一值的时间的总和。 用相对值定义相对保留的类，即第一个和最后一个期间的长度。 也称为演示、时间分析、直接动力法，根据选定的地震波

7、和结构恢复力特性曲线，对动力方程进行直接积分，采用逐次积分的方法对地震过程中每个瞬时结构的位移、速度和加速度反应进行纠正，从而得到结构在强震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件破裂、破损结构不变的结构只能应用于重要、特殊、复杂的高层建筑抗震设施修订。 我国抗规则建议，特别是对不规则建筑、甲类建筑、7、8度区、1、2类占地高度大于80m的建筑、8度区3、4类占地和9度区高度大于60m的建筑采用弹性时间分析法，补充修订地震引起的抗震承载力和变形。 同时，提出了用时间分析法对甲类建筑和一些高度特别是不规则建筑进行地震时结构弱层的弹塑性变形修正。时间分析流程、模型质量数据特征量分析控制定义时间荷载

8、函数定义荷载工况和特征量分析数据定义节点动力荷载、地面加速度荷载、时变静力荷载运行分析时间分析结果、时间分析地震波的选择、时间分析荷载工况定义、演示、时间分析、中震设置修正的实现总则中提到“小地震不坏， 中地震可以修理，大地震不倒”的抗震设施修订目标，但没有提出中地震设施修订的判断标准和设置修订要求，中国现在的抗震设施修订是以小地震为设置修订基础，中地震和大地震通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证，但复杂构造、超高超限构造越来越多两种设定修正方法都可以用MIDAS/Gen实现，具体来说，中震设定修正、静力弹塑性分析(Pushover分析)、Pushover分析是考虑构件的材料非线性特性

9、，分析构件进入弹塑性状态，在到达极限状态之前进行结构响应的方法。 Pushover分析是最近地震研究和抗震设施修订中常采用的基于性能的抗震设计(Performance-Based Seismic Design，PBSD )方法中最具代表性的分析方法。 基于性能的抗震设定修正是指，由用户或设定修正者设定结构的目标性能(target performance )，使结构设定修正能够满足其目标性能的方法。 在Pushover分析之前，先采用一般的设置修正方法进行抗震设置修正，在结构达到小震不良、中震修理的规范要求后，再通过Pushover分析评价结构在大震作用下是否达到预先设定的目标性能。 静力弹塑性

10、分析(Pushover分析)、Pushover分析通过将预先设定的载荷逐渐增大到最大性能控制点位置，得到载荷位移能力曲线(capacity curve )。 多自由度的载荷位移关系变换为单自由度系的加速度位移方式表现的能力谱(capacity spectrum )，地震作用的响应谱变换为ADRs (acceleration-displacementresponsespectrum ) 通过比较变换为以方式表示的需求谱的两个谱曲线，评估结构在弹塑性状态下的最大需求内力和变形能力，并与目标性能进行比较，从而确定结构的性能水平。 MIDAS/Gen使用ATC-40(1996 )和FEMA-273(1997 )提供的能谱法