广州天王中心大厦弹塑性地震反应分析-容柏生

结构地震反应分析与抗震验算 内容包括： 概述 单自由度弹性体系的地震反应分析 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱 多自由度弹性体系的地震反应的振型分解法 多自由度体系的水平地震作用 结构自振周期和振型计算 地基与结构的相互作用 结构的抗震验算

罕遇地震弹塑性静、动力分析

历次地震的震害经验表明，建筑结构的平面规则性对结构的抗震性能有重要影响。因此，对不规则建筑结构设计的抗震性能我们应该提出更高的要求。

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。

重庆英利大厦采用框架-筒体结构形式，地面上高度为215.1m，属于超限高层建筑结构。利用ETABS程序对该结构进行了三维静力弹塑性分析，采用了多种水平荷载分布模式，进行了整体抗震性能评价。分析表明，在7度罕遇地震作用下出现了大量塑性铰，最大层间位移角为1/186（X向）、1/192（Y向），可满足7度大震不倒的要求，结构具有良好的抗震性能。

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

出双弹簧加质点模型来模拟高层建筑结构在地震作用下的扭转和平动的耦联效应，结构的非线性反应可通过弹簧的弹塑性本构关系来表现。根据牛顿定律建立该模型在地震作用下（加速度时程）的动力方程，采用微分方程的数值解法—Runge-kutta方法得出其数值解。算例表明，扭转作用和平动作用的耦联作用是很明显的，如只进行弹性计算，应控制其扭转周期和平动周期的比值（小于0.85-0.9）。否则应进行大震的弹塑性作补充计算，以确保结构不会出现大的塑性位移。

组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱

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

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。

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

摘􀀁 要: 选取三条具有显著长周期特性的地震波, 进行频谱特性分析, 此后作为地震动时程输入, 对高层结构进行基于材 料本构的弹塑性时程分析, 并与普通地震波作用下的结果进行对比研究。结果显示, 高层结构在长周期地震作用下的基 底剪力、层间位移都大于普通地震波的作用。 关键词: 长周期地震动, 时程分析, Abaqus, 弹塑性

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。

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．

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）。

单层平面索网玻璃幕墙结构地震反应分析

第三章 结构地震反应分析与抗震计算 《结构抗震设计》《高层建筑结构设计》

本资料为建筑结构抗震设计-结构地震反应分析与抗震验算，本章要点 ■ 掌握：结构地震反应分析；结构抗震设计的 基本要求；振型分解法；底部剪力法 ■ 理解：地震反应分析的基本概念和原理；建筑 结构抗震验算的原理 ■ 了解：各种方法的适用条件和特点

简要介绍结构地震反应分析所涉及到的阻尼的概念和方法。指出阻尼是宏观统计量，所有引起振动能量耗散的因素都属于阻尼。阻尼是结构的属性，而阻尼比与结构振型直接相关，瑞利阻尼是通过附加条件建立起由振型阻尼比得到结构阻尼的方法。在非线性动力时程分析中，构件滞回耗能相当于阻尼作用，而材料刚度退化与滞回耗能的作用效果不同。显式积分、隐式积分中的阻尼需要采用不同的处理方法，显式积分中不宜包含阻尼的刚度分量。多高层结构对地震波有滤波作用，影响大的是地震波的低频部分。

提出了一种新型框架-核心筒耗能耦联结构,此结构将框架和核心筒分开,框架和核心筒之间通过水平向阻尼器连接。为了了解框架-核心筒耗能耦联结构在地震作用下的性能,采用SAP2000和PERFORM-3D有限元软件分别建立传统框架-核心筒结构、新型框架-核心筒耗能耦联结构有限元模型,对两种模型分别进行中震、大震弹性和大震弹塑性时程分析。结果表明:相比于传统框架-核心筒结构,新型框架-核心筒耗能耦联结构能有效耗散地震能量,降低楼层剪力,减小结构地震响应,表现出优异的抗震性能。

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。

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。

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

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。

汪大绥-静力弹塑性分析.docx汪大绥-静力弹塑性分析.docx

本资料为弹塑性力学塑性应力应变关系，内容要点 强化法则 Prager随动强化模型 增量理论 全量理论 稳定公设 典型例题

大跨度空间网格结构多维多点随机地震反应分析

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。

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。

考虑钢材的损伤累积效应和应变强化效应，应用塑性应变和能量耗损理论建立了钢材的损伤力学模型；在此模型基础上，推导了网架结构考虑损伤累积效应的单元弹塑性刚度矩阵和结构动力平衡微分方程，编制了相应的有限元分析计算程序，并对一空间网架结构算例进行了数值仿真分析。结果表明，考虑损伤累积效应对空间网架结构的弹塑性地震反应有着显著的影响，其中有损伤杆件的应力减小、应变增大；无损伤杆件的应力、应变均增大；在不同方向组合地震的作用下，考虑与不考虑损伤累积效应，网架结构的内力和变形趋势相同；不同的地震作用，考虑损伤累积效应时对网架结构的内力和变形的影响也较大。

高层隔震结构的分析理论和设计方法是目前隔震技术向高层建筑推广的2个关键理论问题。本文以高烈度区宿迁市已经竣工的高层隔震建筑阳光大厦为工程实例,对高层隔震结构的非线性地震响应分析方法进行了研究,包括隔震支座竖向不同拉压刚度的模拟、各种类型的隔震支座水平力学特性的准确模拟,以及不同地震动输入方式和输入角度对隔震支座受拉情况的影响分析等;在此基础上,对隔震层的设计方法进行了分析,提出了隔震层设计的基本原则,进而给出了控制隔震层设计的基本指标,包括隔震支座的长期面压、极值面压、隔震层偏心率等;最后,对高层隔震结构的相关构造要求进行了必要的说明。

为了分析火筒式加热炉在地震作用下的结构反应，采用ANSYs有限元软件建立火筒式加热炉的有限元模型，对火筒式加热炉进行三种地震波激励下的时程反应分析，通过数值计算得到了加热炉炉体与烟囱的加速度、位移、应力反应。经数据分析表明：烟囱相对于炉体是柔性构件，烟囱顶点加速度及位移明显放大， 产生了鞭梢效应； 烟囱与炉体相交处的应力值最大， 这是烟囱与炉体振动特性差异所致。建议抗震设计时加强烟囱与炉体相交处的抗震构造，并考虑防止烟囱倒塌措施。

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。

通过大型沉管隧道的实例分析和前期研究成果，重点讨论沉管隧道地震反应分析中建立局部三维精细化模型时所应关注的 4 个问题：①模型范围大小的问题；②上覆水体动水作用的简化；③时域分析中阻尼矩阵的合理建模及其影响；④地震输入方式的选择与影响等。文中通过工程算例验证局部三维精细化建模的合理方式，研究结果表明：考察某段沉管管节的地震反应时，应至少考虑该管节两端各三段相邻管节的影响和轴向 5 倍以上土层厚度范围的土层影响；上覆水体可近似采用等效附加质量的方式模拟；当沉管隧道-土层体系的基频低于输入地震波的卓越频率时，易采用基于体系基频的优化方法来确定 Rayleigh 比例阻尼矩阵的比例系数；沿沉管隧道轴向的多点地震输入对隧道地震反应有较大影响，应加以充分关注。

深圳平安金融中心塔楼动力弹塑性分析_杨先桥:深圳平安金融中心主塔楼地上118 层，塔尖高度660m，结构高度597m。将主塔楼ETABS 模型转为SAP2000 模型后，

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.

硕士论文