弹塑性结构地震反应分析

安联大厦是采用钢筋混凝土框架—核心筒结构形式的高层写字楼。为达到环保、健康的设计目的，建筑师给大厦设计了一个“呼吸”系统—通过东西、南北错开设置的空中花园和中部入口大堂直通屋面的中庭空间，实现了整个大楼的自然通风从而成为一栋节能的生态建筑。为满足建筑要求，楼板开大洞，两个核心筒之间部分楼层连接薄弱。本文采用结构分析软件perform—3D进行了安联大厦的弹塑性时程反应分析和抗震性能评估。研究表明：在罕遇地震作用下，结构的层间位移能够满足规范抗震要求，剪力墙先于框架柱进入非线性阶段，部分楼层在核心筒之间的薄弱连接仅对核心筒附近的框架柱的内力产生影响，但不影响整个结构的协调工作。

已知条件如下： 从一层到6层，刚度(Kn/mm): 583.970 583.264 583.264 474.254 474.254 454.756 屈服位移：(mm) 14.3 12.2 12.5 10.1 9.1 8.4 各层重力代表值：(KN) 10360 9330 9330 9330 9330 6130 受eicentro地震波（1940年，南北方向，可从论坛上下载论坛上的峰值为341.7），峰值0.40g，，求各层层间位移。 阻尼比取为0.05。 以周福霖为代表的研究团体得出结果如下： 各层位移（从一层到6层）(mm)(层间位移) 36.5 40.6 14.8 60.4 19.1 7.69 我编的程序的运行结果如下：(mm)层间位移 35.1 47.5 15.5 68.9 18.5 7.56 各层位移(相对地面的楼层位移)(MM)从一层到6层) 35.1 66.2 81.2 138.6 153.3 156.2

为了研究大跨张弦桁架结构在罕遇地震下的抗震性能和地震反应规律,采用STCAD软件建立结构有限元模型再导入SAP 2000中分别进行多维单点和多维多点的地震时程分析,依据工程实际选取三种视波速来考虑行波效应的影响。最终从构件的应力、工作状态及内力时程三个方面对多点和一致输入的计算结果进行了对比分析。结果表明:大跨张弦桁架结构在罕遇地震下的抗震性能良好,但结构存在薄弱部位;多点输入对结构上部桁架和山墙的影响很大,而对索和撑杆的影响较小。建议大跨张弦桁架结构在罕遇地震下的抗震验算应考虑多维多点输入,并选取不同视波速进行验算,取最不利视波速的结果作为参考。

介绍地下结构抗震分析中常用的反应位移法存在的局限性,在借鉴反应位移法基本原理的基础上,提出一种适用于复杂断面地下结构地震反应分析的整体式反应位移法。

在基于性能抗震设计中弹塑性反应谱在计算结构地震位移反应方面越来越受到重视。利用统 计分析方法研究了等强度的延性需求谱和等延性的强度折减系数谱的长周期(至5s)区段的特性,关 注的重点是等位移准则和场地条件影响。给出了若干具有工程价值的结论:一是周期介于1.5Tg(地 震动特征周期)和2.5s之间的结构可近似认为等位移准则成立且与场地条件关系不大,这样确定的 强度折减系数当位移延性系数小于等于4时结果将是偏于安全的;二是结构周期大于2.5s后以硬土 场地等延性强度折减系数谱或等强度延性需求谱代替软土场地谱求解系统强度需求或延性需求,将 会得到偏于安全的结果。

罕遇地震弹塑性静、动力分析

近海钢筋混凝土桥梁结构服役环境氯离子浓度较高，且随着氯离子侵蚀作用的加深，易导致钢筋锈蚀，从而使结构性能衰退，因此，在对近海钢筋混凝土桥梁结构进行地震反应分析时应考虑氯离子腐蚀作用的影响。基于拟力法基本理论，结合现有氯离子腐蚀作用模型，建立钢筋混凝土桥梁结构双轴局部塑性机制，进而提出一种可考虑氯离子腐蚀作用影响的近海桥梁结构地震反应分析方法。

本文在总结已有多维反应谱法的基础上，以多维随机方法为理论基础推导出了一种新的多维反应组合公式，并编制了相应的计算机程序。通过实际算例比较，本方法具有足够的计算精度，且计算简单，便于工程设计人员应用。

本资料为建筑结构抗震原理-多自由度体系地震反应分析，主要内容： 4.1 动力方程的建立 4.2 地震反应分析的振型叠加法 4.3. 正交阻尼 4.4. 求解地震反应的振型分解法 例题

本文以周期比超限的某偏心结构工程为研究背景,基于SAP2000建立三维有限元模型,采用黏滞阻尼器、黏弹性阻尼器、软钢阻尼器、复合铅黏弹性阻尼器和钢支撑五种减震方案对其进行扭转控制,针对不同扭转控制方案分别进行了模态分析、反应谱分析和动力时程分析,对比研究了多遇地震作用下各控制方案的周期比、层间位移、支撑内力及阻尼器的耗能能力。

本文以某超高层钢筋混凝土框架—核心筒结构为原型，采用ABAQUS软件对其在罕遇地震作用下的动力响应进行了动力弹塑性分析，给出了结构关键部位、关键构件在强烈地震作用下的动力响应规律及损坏程度的定量表达，进而对整体结构的抗震性能给出了评价及改进建议。

总结分析国内外地震波研究成果，结合中国相关规范，提出地震波选取原则：根据结构动力特性、反应谱曲线初选地震波，对结构进行弹性时程分析；然后对其分析结果依据振型分解反应谱法基底剪力的“下限”要求以及波的离散性筛选地震波，确定动力弹塑性时程分析的地震波；最后对弹塑性分析计算过程及结果进行分析判断，确保分析结果真实可靠 ．理论分析和具体工程实例表明，利用这一原则选取地震波，概念比较清晰，实施相对简单，有利于在结构动力弹塑性分析过程中迅速选择合适的地震波．

理论研究与震害经验表明，地震时对于平面不规则结构会产生平动与扭转耦合的空间振动。 用ANSYS有限元分析软件，对结构动力特性和地震反应进行分析，得到了结构的自振特性以及结构在 地震作用下的顶层位移和加速度时程曲线。计算结果分析表明，利用ANSYS建立三维有限元模型进行 地震反应分析是有效合理的。

采用动力时程分析法对一双层地铁车站进行了地震反应分析。结果表明,地震引起的地基变形是影响地下结构动力反应的决定性因素,结构峰值变形反应与自由场峰值变形反应之间近似存在简单的线性关系。

以 10 层钢结构为研究对象, 在罕遇地震作用下, 通过 ANSYS 有限元数值方法, 对纯框架结构及偏心耗能支撑结构在考虑楼板作用与不考虑楼板作用情况下结构的地震响应进行了比较分析, 结果表明: 在考虑楼板作用下纯框架结构顶层位移 X 、Y 方向分别减小了 31. 3% 和 33. 9%; 结构顶层加速度 X、Y 方向分别增大了 39. 7%和 45. 2% . 由于楼板的约束效应, 结构的整体刚度增加, 自振周期减小. 考虑比不考虑楼板作用同样的耗能结构耗能能力减小了, 在分析耗能结构时不能忽略楼板作用. 分析结果为钢结构抗震设计提供了参考.

结构地震反应时程分析中的阻尼研究

高耸机场塔台结构地震反应的高振型影响分析

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。

钢-砼混合结构是典型的非比例阻尼结构系统。通过将Rayleigh阻尼理论应用于各个结构单元，建议了一种适合于混合结构计算的非比例阻尼系统模型；并以此为基础在PMSAP软件中实现了用于非比例阻尼结构地震反应分析的CCQC方法和强迫解耦CQC方法(FDCQC)；通过对若干典型算例的地震反应分析计算，检验了FDCQC方法在钢-砼混合结构地震反应分析中的精度。结果表明，该非比例阻尼系统模型比较合理；FDCQC方法在钢-砼混合结构地震反应分析中的计算结果与比较精细的CCQC方法相当接近，误差一般不超过5%，可以满足工程要求

通过大量复杂超限工程大震弹塑性时程分析的研究，提出了基于大震弹塑性时程分析的结构抗震设计理念。详细介绍了该设计方法的设计思路，并将其应用于各种复杂超限工程中。通过对具体案例的详细分析表明，基于大震弹塑性时程分析的结构抗震设计能够作为一种主动设计手段，指导设计人员有针对性地进行结构方案调整和局部构件调整，优化结构设计，在提高结构安全性的同时实现经济性。因此，基于大震弹塑性时程分析的结构抗震设计能够进一步完善我国现有的两阶段抗震设计方法，值得在结构抗震设计领域中推广。

以振动台试验为基础,利用ABAQUS软件对试验原型进行了抗震模拟,根据模拟出的砌体模型损伤云图及相应受拉损伤参数(DAMAGET)值,判断砌体结构的裂缝位置和破坏程度。通过对比弹塑性时程分析数据与试验结果,验证了有限元模型各参数设置的合理性。建立三个有限元模型,比较模型间损伤参数值和结构的层间位移角,研究构造柱及材料强度对砌体结构抗震性能的影响。结果表明:应力集中的洞口附近首先出现受拉损伤,而构造柱的设置可延缓其发展,此外,材料强度对结构刚度产生的影响较大。

硕士论文

世茂深坑酒店主体建筑依崖壁建造，为独特的上下两点支承结构体系。与考虑行波效应的多点输入不同，需要考虑幅值差的多点输入地震反应，相应的多点输入采用了位移时程波而不是加速度时程波。结构采用钢管混凝土柱框架-支撑结构体系，钢管混凝土柱的非线性力学性能指标应用了“统一理论”。运用 SAP2000 和ABAQUS 有限元分析软件，重点分析了在罕遇地震作用下结构弹塑性时程响应。

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上，对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型，分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度，模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。

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。

以工程实例说明弹性及弹塑性时程分析地震波选取的重要性；从“统计意义上相符”和“基底剪力的下限要求”等角度探讨了弹性时程分析选择地震波的基本原则和实际工程应用注意事项；通过基本理论分析和工程实例说明了如何利用位移谱在进行弹塑性时程分析时有效选取地震波。

长沙远大天空城市主楼高度 838m（结构高度 727.2m），采用密柱深梁框架构成的束筒结构体系，主体结构采用纯钢结构。为了研究结构在罕遇地震作用下的变形形态、构件塑性及损伤情况以及整体结构的弹塑性行为，寻找结构的薄弱层或薄弱部位，从而对其抗震性能进行评价，采用 ABAQUS 软件对主楼结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。分析结果表明，罕遇地震下结构层间位移角满足要求；主要构件基本保持弹性工作状态，满足预定的抗震性能目标要求；整体结构基本处于弹性状态，满足规范的要求，表现出良好的抗震性能。

大跨度空间网格结构多维多点随机地震反应分析

复杂形状SRC框架_核心筒结构非线性地震反应分析对比，对复杂形状SRC框架_核心筒结构非线性地震反应分析对比进行了介绍。

汪大绥-静力弹塑性分析.docx汪大绥-静力弹塑性分析.docx

本资料为基于ABAQUS的悬臂梁的弹塑性弯曲分析，目录： 1. 问题描述 2. 理论分析 3. 有限元分析 3.1 有限元模型 3.2 材料属性定义 3.3 分析步的定义 3.4 载荷施加和边界条件 3.5 网格划分 3.6 结果及分析 4.总结

采用SMA(Shape Memory Alloy)旗帜型恢复力模型，深入分析了预变形、超弹性拉伸位移、刚度和长度4个参数对SMA阻尼器耗能系数的影响规律；分别建立了预变形、拉伸位移与耗能系数的关系式，并提出SMA阻尼器刚度和长度的确定方法。在分析结果的基础上，设计了一种新型超弹性SMA阻尼器。为了验证SMA阻尼器的减震效果，针对某5层框架结构，分析了框架结构在无控和安装SMA阻尼器两种情况下的地震反应。结果表明：安装SMA阻尼器后，框架结构顶层水平位移和加速度反应都比未控时降低50％以上，因此，SMA阻尼器可以有效抑制结构地震反应。

近年来，地震在全球频繁发生，而桥梁是生命线工程，一旦在地震中发生破坏， 将会给抗震救灾带来很大的难度和损失。大跨度预应力混凝土连续梁桥是最

B为了减小地震荷载K允许剪切变形的柔性橡胶支座在桥梁抗震设计中得到广泛的应用K地震荷载作用下长 周期结构抗震设计需要考虑梁间碰撞影响@以两等跨非连续桥梁为对象K用非线性地震时程响应分析方法对碰撞 计算中的参数选定R不同场地条件下的梁间碰撞行为等进行了比较@结果表明K梁间碰撞产生相当大的撞击力P碰 撞以迎面撞击的形式为主K长周期侧结构的地震位移响应比不考虑碰撞时有所减小K碰撞导致落梁的可能性比较 小P梁间的缓冲材料可以减轻撞击力K但对减小水平位移响应的作用很小@

赣州西站整体形象为舒展的腾飞之翼，展现了赣州生机勃勃的城市精神风貌，建筑效果见图1。主站房为线上式高架站房，采用“桥建合一”的结构形式。车站总建筑面积91572.6m2，其中站房建筑面积49864.7m2，站台雨棚面积11943m2。

环贸广场塔楼为超限高层结构， 基于 PEＲFOＲM-3D 软件， 采用弹塑性时程分析方法对结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了评估， 分析结果表明结构整体损伤处于轻度到中度之间。

深业上城高塔为一大型酒店和办公的超高层建筑，地上 80 层，结构高度 388 米。塔楼采用了巨型框架+核心筒结构体系，其中巨型外框架由巨柱、带状桁架组成、双层环梁及型钢混凝土连接梁组成。采用型钢混凝土连接梁联系外框架和核心筒而不设伸臂是本塔楼结构的一个创新点。通过 7 组罕遇地震波作用下的动力弹塑性分析，可以表明：结构抗侧刚度沿竖向均匀，楼层剪力传递简单合理；最大弹塑性位移角大于 1/100 规范限值要求；连梁和型钢混凝土连接的梁大部分出现了混凝土的受压塑性损伤，很好的起到了耗能作用；剪力墙混凝土的受压损伤因子较小，巨柱及带状桁架保持弹性，结构可以满足“大震不倒”的性能目标。

在ABAQUS有限元分析软件的基础上,开发了针对钢筋混凝土杆系结构弹塑性分析的混凝土材料子程序。在程序中,建立了基于应力-应变关系层面的材料非线性本构关系及滞回模型。