PerD软件介绍ppt课件.ppt

1、Perform-3D软件介绍,汇报人：葱,1,梁单元,梁单元模拟的几种方法 弦转角模型 塑性铰模型 塑性区模型 细分的有限元模型,2,梁单元,弦转角模型,FEMA Beam,塑性铰,弹性梁段,3,梁单元,塑性铰模型,弯矩-转角/曲率塑性铰模型,程序最后通过用户指定的曲率塑性铰长度以及弹塑性弯矩-曲率关系转化为集中塑性铰的刚塑性弯矩-转角本构关系。,4,梁单元,塑性区模型,关键点：确定塑性区长度,采用曲率铰的塑性区模型,提供两种方式模拟塑性区： 1、利用曲率铰模拟 2、利用纤维截面模拟,5,梁单元,细分的有限元模型,提供两种方式建立详细有限元模型： 1、利用曲率铰建立，如图6.15 2、利用纤维

2、截面建立,6,梁单元,框架梁和连梁在软件中的实现 1、框架梁：定义弹性截面，非线性弯矩塑性铰。（excel 表格，根据配筋率计算抗弯承载力） 2、连梁：定义弹性截面，非线性弯矩塑性铰，定义剪切检测截面。（根据配筋率，配箍率来计算抗弯承载力和抗剪承载力。 构件组装顺序：截面属性定义定义FEMA塑性铰+剪切检测截面构件组装将组装好的构件指定给模型中的单元。,7,柱单元,柱单元弹塑性模型的模拟方法,弦转角模型 塑性铰模型 塑性区模型 细分的有限元模型,P-M-M铰,8,柱单元,P-M-M相关曲面,考虑P-M-M铰，可以通过Xtract等截面计算软件，考虑配筋、配箍率，混凝土的约束强度来计算提取抗拉强

3、度，抗压强度，平衡点轴力和弯矩，P=0时的弯矩。 考虑剪切弹性，仅设置强度检测截面。,9,柱单元,需要事先计算好PMM相关曲面，在P3D中用户需要给出轴力-变形关系（拉、压）、弯矩-转角关系（M2、M3）、平面P-M关系（P-M2、P-M3）、平衡点的M2-M3关系。,10,剪力墙单元,等效柱模型：使用与以弯曲为主的大高宽比的柔性剪力墙（低版本的SAP2000以及Etabs ） 弹塑性分层壳元：将剪力墙分为钢筋层和混凝土层（目前的SAP2000V14/V15 ） 纤维模型：采用钢筋和混凝土材料的单轴应力应变关系，通过塑性纤维的轴向变形来模拟剪力墙的轴向弯曲变形特征（ Perform-3D ）,

4、11,剪力墙单元,墙单元在Perform-3D中的实现,参数定义 1、钢筋本构 2、混凝土本构 3、剪切检测截面 剪力墙定义方法 1、自动划分尺寸（Auto Size） 2、固定划分尺寸（Fixed Size）,12,剪力墙单元,自动划分尺寸（Auto Size）,Auto Size只需要给出配筋率，程序根据配筋率计算钢筋面积As，然后将它平均分配到整个截面上。 好处：截面定义简单，当截面尺寸变化时同样适用 缺点：不能控制钢筋的布置，如约束边缘构件的配筋。,13,剪力墙单元,固定划分尺寸（Fixed Size）,Fixed Size需要给出每一个混凝土纤维和钢筋纤维的准确定义，包括面积、材料、

5、定位 好处：可以考虑多种不同材料，不同钢筋布置等 缺点：定义麻烦，所有混凝土纤维面积之和必须与被分配的单元的截面面积保持一致，因此当墙截面变化时需要重新定义。,14,连梁单元,Perform-3D剪力墙单元节点无转动刚度，因此当墙单元与梁单元连接时，梁单元相当于是铰接。为了实现梁单元与墙单元刚接，可以通过在墙单元中埋入一定刚度的梁单元。如下图所示：,埋入的梁可以采用刚性梁+有限转动刚度的Release，当然也可以采用普通梁单元，然后通过调整梁刚度放大系数实现同样的效果。,15,填充板单元,用来模拟框架中的填充墙 可以是弹性的也可以是非弹性的，每个单元由四个节点和一个基本组件构成。该单元只有剪切

6、刚度和剪切强度，抗拉刚度和弯曲刚度以及平面外刚度均为0。所以，只能在被框架构件四周约束或者等效约束的情况下可以使用。,16,粘滞杆件单元,用来模拟粘滞阻尼器 粘滞杆件单元只抵抗轴力。该单元由一个液体阻尼器组件和一个弹性杆件组件串联而成。,17,粘滞杆件单元,粘滞阻尼组件,弹性杆件组件,粘滞杆件单元,18,防屈曲支撑单元,使用BRB单元来模拟约束屈服支撑杆件。 BRB单元只抵抗轴力。该单元由一个非弹性BRB、一个弹性杆件组件和可选的端部刚性区组件串联而成。,19,隔震单元,使用隔震单元来模拟橡胶或摩擦摆隔震器 隔震单元能抵抗冲击和剪力。对于承载力，单元是弹性的，可以选择不同的受拉和受压刚度。对于

7、剪切，单元是非弹性的。,20,支座弹簧单元,支撑弹簧单元可用来在支撑点施加位移 每个支座弹簧单元由一点和一个支撑组件构成。实际上，每个单元连接支撑点到一个空间的固定点。该单元有平动和转动刚度，且为6*6刚度矩阵。,21,板壳单元,板壳单元用来模拟弹性墙、板和曲面壳 板壳单元具有膜（平面内）和弯曲（平面外）刚度。在Perform-3D中，该单元最常用来模拟可变形的楼板。,22,变形监测单元,用来提取单元变形，定义极限状态 Perform-3D允许用户定义单个组件的变形能力，所以用户可能想要监测单元的一系列变形，以定义相应的极限状态。 变形监测单元不增加结构的刚度，完全相当于应变测量计。有以下四个

8、类型： 1、2节点应变监测 2、2节点梁转动监测 3、4节点墙转动监测 4、4节点墙剪切应变监测,23,极限状态的设置,Perform-3D软件是同时用于非线性分析和基于性能的结构设计的工具，而基于性能的设计需要用户定义性能目标，即对于非线性构件需要指定变形能力（Deformation Capacity），对于弹性构件需要指定承载能力（StrengthCapacity），根据计算得到的需求能力比来判断构件或者结构所处在的性能水平。,24,极限状态的设置,变形状态： 梁弯矩IO,LS,CP 柱弯矩：IO,LS,CP 连梁弯矩：IO,LS,CP 墙混凝土受拉：IO 墙混凝土受压：IO，LS,CP

9、钢筋受拉：IO,LS,CP 钢筋受压，IO,LS,CP 强度状态： 连梁剪切强度：IO 柱剪切强度IO 剪力墙剪应变检测IO 。,25,定义分组,空间模型，没有楼层的概念，所以要定义分组可以定位查看。,26,定义层偏移,方便计算结果查看层间位移,27,定义切割截面,用于获取层剪力：注意选择单元组中，要选中需要的所有单元组。 如果要分开提取剪力，则需要定义剪力墙截面，框架截面，剪力墙+框架柱截面。,28,工况定义：重力荷载代表值工况,重力荷载工况包括DL+0.5LL（节点荷载，单元荷载，墙荷载）,29,工况定义：动力时程工况,地震荷载分析工况：需要建立地震波文件,30,运行分析,总体信息：PDE

10、LTA效应考虑 ，质量源，阻尼（选瑞利阻尼）,31,计算结果提取,可查看结构总体耗能和各个单元组的耗能组成,32,计算结果提取,需要提取的数据 单个节点的时程位移（顶层位移时程曲线） 多个节点的最大位移（层间最大位移X，Y） 已经定义的层间位移角X，Y 已经定义的强度截面的楼层最大剪力 楼层最大剪力时程（基底剪力）,33,计算结果提取,还可以查看某一个单元的某一段弯矩或者转角等参数的时程。,34,计算结果提取：滞回曲线,选中单元组中的某一个构件，可以显示该构件的滞回曲线。,35,计算结果提取：弯矩和剪力曲线,可以显示单个单元，也可以显示一列单元或者一组单元的弯矩，剪力时程或者包络图。,36,计算结果提取：使用比,各个全部构件的最大变形与该设防水准变形的比值。不会太离谱，用于检查模型，如果差别过大，则可以考虑是性能水准问题，还是构件本构定义的问题。,37,尚待解决的问题,1，设防标准问题，我们只能用塑性铰模