法门寺合十舍利塔结构弹性时程分析及试验验证

地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法；虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。

绍了开展弹塑性时程分析研究的必要性、现代集团结构分析与设计研究学科中心开展此项研究的情况，并结合实际工程阐述了在计算分析过程中需要重点注意的几个具体问题及一些工程感受，最后展望了今后开展工作的方向。

介绍了时程分析法的应用范围、 应用方法和计算步骤, 并对时程分析计算结果的处理方法进行了阐述, 论述了利 用计算机进行结构动力时程分析的设计方法, 以保证地震作用下的结构安全。

本文依据大量实际工程弹性，弹塑性动力时程分析实验，探讨了时程分析方法中地震波的离散性。

地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法；虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。

介绍了时程分析法的应用范围、应用方法和计算步骤，并对时程分析计算结果的处理方法进行了阐述，论述了利用计算机进行结构动力时程分析的设计方法，以保证地震作用下的结构安全。

弹塑性时程分析在结构抗震设计中的应用研究弹塑性时程分析在结构抗震设计中的应用研究弹塑性时程分析在结构抗震设计中的应用研究弹塑性时程分析在结构抗震设计中的应用研究

本文对结构在地震作用下的整体反应和构件损伤情况进行了分析和评估，可供参考。

结构地震反应时程分析中的阻尼研究

现行抗震采用二阶段设计实现三水准Ⅲ设防目标。第一阶段设计是承载力验算，其地震力取第一水准的地震参数。在进行第一阶段设计的抗震验算时，对规则对称的结构可允许分别计算两个主轴方向，．即单向计算。可以认为单向计算是一种间化的分析方法。对质量和刚度明显不对称的结构，则不能用简化的单向计算，必须计入双向地震作用的影响。

高层结构在罕遇地震作用下的动力弹塑性分析已经成为土木工程领域的研究热点。然而对复杂结构进行有限元建模时，由于不同软件关键技术的假设与条件不同，导致对于同一结构采用不同软件计算时结果差异较大。以国内外广泛使用的 PEＲFOＲM-3D 与 ABAQUS 软件为例，深入探讨了单元类型、连梁模拟、积分算法与结构阻尼等关键因素，以解决目前动力弹塑性分析结果的离散性问题，使不同软件数值计算结果更为可靠，结果对比更有价值。

结构失稳或结构屈曲：当结构所受载荷达到某一值时，若增加一微小的增量，则结构 的平衡位形将发生很大的改变，这种现象叫做结构失稳或结构屈曲。 结构稳定问题一般分为两类 : ★第一类失稳：又称平衡分岔失稳、分枝点失稳、特征值屈曲分析。结构失稳时相应 的荷载可称为屈曲荷载、临界荷载、压屈荷载或平衡分枝荷载。 ★第二类失稳：结构失稳时，平衡状态不发生质变，也称极值点失稳。结构失稳时相 应的荷载称为极限荷载或压溃荷载。 ●跳跃失稳：当荷载达到某值时，结构平衡状态发生一明显的跳跃，突然过渡到非邻 近的另一具有较大位移的平衡状态。可归入第二类失稳。

本资料为抗震性能设计与弹塑性时程分析，主要内容 一、规范条文梳理 二、性能设计与弹塑性时程分析一般流程 三、弹塑性分析提供的结果和性能评价 四、工程案例

建筑结构学报Journal of Building Structures 第32 卷第6 期2011 年6 月 Vol. 32 No. 6 June 2011 摘要:某超高层建筑造型和结构体系独特，其结构为刚度和质量均不对称的超高层双塔连体体系。由于南北两座塔楼的刚 度存在差异，结构的扭转反应明显。采用NosaCAD 有限元软件建立整体结构分析模型，分析结构在7 度多遇和罕遇地震下 的弹塑性时程反应，得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程。结果表明: 7 度多遇地震作用下，结构构 件未出现损坏; 罕遇地震作用下，结构最大层间位移角满足1 /100 的限值要求，结构框架梁柱未出现破坏，筒体构件破坏顺 序和分布较为合理，能在一定程度上耗散地震输入能量，结构可以满足“小震不坏，大震不倒”的设防要求; 根据构件的受力 及破坏情况，建议加强底部和加强层核心筒的配筋。

为了改善某未按图施工的平面不规则钢框架结构房屋的抗震性能,采用局部增设钢支撑对其进行抗震加固.利用SAP2000软件建立空间模型,对该钢框架结构按现状及加固后两种工况进行动力时程分析,探究其在各种地震工况作用下的抗震性能,研究结构的顶层位移反应、层间位移分布和基底剪力分布的影响.分析表明,优化后的加固方案使结构体系抗震变形得到控制,扭转效应明显减少,为类似工程的抗震加固提供了参考.

利用空间弹塑性时程分析软件 EPDA , 采用 Taft 波 ,EL - centrol 波 , 兰州人工波分别沿 x 方向、 y 方向、 45 °方向分别输入地震波 , 对高烈度区某空间框架结构进行了弹塑性时程分析 , 找出其薄弱层的位置 , 给出了塑性铰出现的位置及规律 , 通过对计算结果的分析 , 给出了一些有益的结论 , 供设计人员参考 .

介绍弹塑性动力时程分析的基本原理和分析方法，并以某钢筋混凝土高层双塔连体结构为研究对象，建立大楼结构的分析模型，分别对结构进行了不同设防烈度和不同场地类别下的弹塑性动力时程分析，并进一步考虑P-△效应对结构的影响，对结构的抗震性能进行评估。

本项目某 CBD 文化设施采用钢框架-支撑结构体系，设计难点主要为大跨度、大悬挑及楼板开大洞等。采用ABAQUS 软件进行建模，并利用 ABAQUS 软件的瞬态动力学分析技术对此结构进行了弹性时程分析与弹塑性时程分析，分析了结构在多遇地震与罕遇地震作用下的时程响应。计算结果表明，结构的各项指标均满足规范要求。

本基坑工程开挖深度为 16.6m，由于基坑开挖深度较大，为了便于施工，基坑-5m 以上部分按 1:0.5 放坡开挖，并采用土钉墙支护。坡面设置三道土钉，竖向间距为 1.5m，距离地面分别为 1.6m、3.1m 和 4.6m。土钉长度分别为 10m、10m、6m，倾角为 10°，水平间距为 1.5m，锚杆采用单根 Φ22 螺纹钢。

现行抗震设防的目标是;遭受多遇地震影响时，结构处于弹性工作状态，一般不受损坏（第一水准）。当遭受设防烈度的地震影响时，结构进入弹塑性工作状态，可能损坏，经一般修理仍可继续使用（第二水准），当遭受罕遇地震影响时，结构有较大的弹塑性变形，但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏（第三水准）。

本资料为研究生课程《工程结构抗震分析》-时程分析法，ppt格式，共63页。 主要内容： §4-1 弹性时程分析法 §4-2 弹塑性时程分析法

基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析

选择合适的地震动记录是采用弹塑性时程分析预测建筑结构地震响应的基础。列举了现有针对不同分析目的的三种地震动记录选取方法，比较了按不同方法建立的地震动记录选择集的地面运动峰值和反应谱特性，并通过分析两个不同初始周期框架结构的弹塑性地震响应，对不同地震动记录选取方法的分析结果进行了比较。研究结果表明，基于设计反应谱和基于最不利地震动的选取方法均与结构的初始周期相关，当结构在地震作用下刚度退化比较明显时，这些方法有可能难以达到预期的目标;而当地震动强度指标恰当、且选取的地震动记录数量较多时，基于台站和地震信息的选取方法不会造成过大的结构弹塑性地震响应的离散性，同时这种方法不依赖于结构的动力特性，操作简便，适用性强，适于在研究不同结构类型和不同动力特性建筑结构的抗震性能时应用。

惠州合生国际大酒店为超 级高度的超限高层建筑 设计中利用 进行了罕遇地震下的动力弹塑性时程 分析 研究了结构在实际地震作用下出现的破坏模式和塑性发展特点 对结构的抗震性能作出较合理的全面评价 发现并了解 结构的抗震薄弱部位 最后为加强结构整体抗震能力提出若干建议和措

摘要：时程分析法是由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分，求得整个时间历程内结构地震作用效应的方法。时程分析法为国际通用的动力分析方法，我国《水工建筑物抗震设计规范》（SL—97）首次正式规定该方法为大坝动力分析的方法之一。

大连某超高层公寓动力弹塑性时程分析，对于需要计算动力弹塑性时程分析的各位工程师提供一定的帮助与指导

应用SAP2000程序进行剪力墙非线性时程分析 为了研究用于结构地震反应分析与抗震设计的剪力墙单元非线性性能的动力分析模型，对SAP2000程序中的LINK单元进行了矩阵分析与力学参数研究，推倒了SAP2000中LINK单元的刚度矩阵，明确了各弹簧属性的物理意义，给出了弹簧线性等效刚度，相对转动中心高度和力位移关系的确定方法。对3个不同截面形状的剪力墙试件采用LINK单元进行简谐动力荷载作用下的非线性时程分析的计算结果与清华大学土木工程系对这3篇墙的拟静力试验得到水平力-位移滞回曲线的骨架线符合良好，这说明用LINK单元可以较好地模拟剪力墙的动力非线性行为。

主要内容 0、概述 1、动力弹塑性分析目的与分析方法 2、结构抗震性能评价指标 3、施工过程计算 4、动力特性计算 5、罕遇地震弹塑性动力时程分析 5.1地震波选取 5.2各地震波组分析结果汇总 5.3US106波X主方向下核心筒损伤情况 5.4US106波X主方向下框架构件性能评价 6、结论

采用有限条法分析了方钢管填充混凝土后的弹性及弹塑性屈曲性能,考虑了钢板受均匀压应力作用和应力梯度变化两种工况,计算了钢板的临界屈曲应力,分析了残余应力对临界屈曲应力的影响. 结果表明:当截面相对宽厚比低于30时,钢管内部填充混凝土并不能提高钢管的屈曲承载力;截面宽厚比超过30以后,随着截面宽厚比的增加,钢管内部填充混凝土后对钢管承载力的提高幅度越来越大,承载力提高幅度最大为空钢管承载力的2158倍;并能有效提高钢板的抗弯屈曲承载力;残余应力的存在使得钢板在弹性和弹塑性阶段的屈曲承载力降低,残余应力越大,临界屈曲应力越低.

基于纤维模型理论, 利用 PERFORM-3D 软件实现了复杂超高层建筑结构的弹塑性时程分析并进行构件变形性能评估。针对 PERFORM-3D 建立高层结构模型的复杂性, 开发了其前处理程序 ETP, 使之能够方便准确地建立弹塑性模型。分析表明, 基于纤维模型的整体结构弹塑性分析法高效可行, 不但宏观上可得到结构整体响应, 而且微观上可得到构件的内力及变形和纤维的应力及应变。通过工程实例, 得到整体结构响应、构件的变形及结构能量耗散情况, 可用于研究按我国现行规范设计的超高层混凝土结构在罕遇地震作用下的非线性变形及受力特点。

八角飞角瓦顶舍利殿

本文对于合理认识浅埋隧道的地震响应具有重要意义，可为类似工程提供借鉴。

北京 CBD 核心区 Z15 地块中国尊大厦是一栋地上108 层、地下 7 层、建筑总高度 528m、高宽比约 7. 2 的 复杂超高层建筑，是目前世界上8 度抗震设防烈度区在建的最高建筑。结构设计采用了巨型钢-混凝土筒中筒结构 体系。在施工图设计阶段，根据结构体系的最新调整情况对结构进行罕遇地震下的弹塑性时程分析，检验结构在 大震下的抗震性能。弹塑性时程分析时采用 ABAQUS 软件和自主开发的 S2A 程序将梁、柱、剪力墙、支撑及楼板等 构件的弹塑性在应力-应变层次上进行精确模拟，分析过程中考虑几何非线性，并采用显式积分算法。结果表明， 结构整体及绝大部分构件的抗震性能满足规范和性能目标的要求。基于塑性区模型的弹塑性时程分析对本工程 结构体系的优化起到了重要的作用。

提 要 太原市政务中心地上 7 层，总高度 34.2m，平面尺寸 166m×154m。将 SATWE 分析模型转换成 PKPM-SAUSAGE分析模型，二者模态分析结果相近。选取 2 组天然波、1 组人工波，以研究结构的动力弹塑性响应，得到结构在罕遇地震作用下的变形、内力和损伤情况。分析结果反映了结构在罕遇地震作用下构件塑性损伤发展过程，以及由此引起的结构刚度退化和塑性损伤耗能。剪力墙连梁出现不同程度的损伤，大部分剪力墙墙肢受压损伤因子较小，钢桁架未出现屈服。考虑材料非线性的结构最大弹塑性层间位移角均满足 1/100 的规范限值要求，结构满足大震不倒的设防要求。

采用时程分析的模拟计算方法，以竖向振动加速度峰值作为评价标准，对那曲地区藏北高原商业生态长廊建设项目钢连廊竖向振动加速度进行分析与控制。根据人群密度，考虑五种不同时程工况，对布置TMD前后的钢连廊分别进行时程分析，较为全面地揭示了钢连廊的竖向振动。

视基坑开挖面为弹性半空间表面，应用弹性半空间内部水平荷载作用下的Mindlin解答，建立了基坑支护结构侧边土体的水平与水平位移之间的关系，采用有限差分法求解支护结构的内力与变形。

曲率拱中，截面形心轴与中性轴不重合，其截面抗弯惯性矩与不考虑曲率影响的截面面积二阶矩有一 定的差别；当截面尺寸相对拱弧长来说较大时，此时拱为深拱，剪切变形的影响不能忽略。基于此认识，提出了 考虑曲率、剪切变形影响的深拱平面弹性稳定分析方法，讨论了圆弧拱在径向均布荷载作用下的面内稳定问题， 导出了临界荷载计算公式，比较了不同理论结果的差别，给出了弹性失稳与塑性屈曲的l临界系数和临界圆心角， 得出了一些重要结论。

鉴于上海环球金融中心结构体系及结构布置的复杂、结构高度及体型的超限, 为了确保该建筑结构的抗震安全性和可靠性, 除进行常规的计算分析外, 还应对该结构进行弹塑性时程分析。 本文建立了该结构的弹塑性时程分析简化模型, 并编制了相应的计算程序。 为了检验结构弹塑性时程分析的可靠性, 首先对振动台试验的模型结构进行弹塑性时程分析, 以便和试验数据进行对比。 在此基础上对原型结构进行弹塑性时程分析, 并对该结构进行了抗震性能评价。