加劲阻尼减震结构的弹塑性地震反应分析

结构地震反应时程分析中的阻尼研究

组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱

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。

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。

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。

用SAP2000对一幢五层异形柱框架结构进行静力弹塑性分析和抗震性能评价,结果表明:该方法可从层间位移角、塑性铰分布及变形等方面对结构进行综合的量化评价,并能揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节,是实现基于性能设计的有效方法。

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。

本资料介绍了考虑高振型阻尼影响弹塑性时程分析的原理与方法，并通过对沈阳宝能环球金融中心 T2 塔楼的大震弹塑性分析，比较了考虑高振型阻尼影响与未考虑高振型阻尼影响结果的差异性。

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。

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。

本文选用远场宽频地震Kanai-Tajimi 模型与近场地震He-Agrawal 速度脉冲模型，对现有的典型近场地震记录进行了非线性数值拟合。通过调整脉冲分量与宽频分量的比值，得到了不同脉冲分量的地震波，分析了在合成近场地震波作用下，设置粘滞阻尼器时偏心结构的动力反应，并与未设置阻尼器时结构的地震响应进行了对比，同时也对能反映结构偏心特性的参数进行了分析 研究。通过数值模拟与仿真分析,得到了一些对实际工程设计有意义的结论。

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。

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。

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。

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。

对工字钢梁腹板在纯弯作用下的弹塑性屈曲承载能力进行了理论计算和试验研究，并进行了对比舟析，着重研究了纵向如劲肋对腹板屈曲系数的影响 对现行(钢结构设计规规)（GBJ17—88)的有关条款进行了讨论

连体

安联大厦弹塑性时程反应分析及抗震-陛能评价安联大厦弹塑性时程反应分析及抗震-陛能评价安联大厦弹塑性时程反应分析及抗震-陛能评价安联大厦弹塑性时程反应分析及抗震-陛能评价安联大厦弹塑性时程反应分析及抗震-陛能评价

在考虑多点输入对大跨空间结构的不利影响下，在SMA材性试验的基础上设计SMA阻尼杆件替换原结构部分杆件进行耗能减震控制研究．共设计了两种替换方案：一种是替换部分下弦杆，另一种是替换部分腹杆。

ABAQUS广州天建花园罕遇地震弹塑性时程分析报告.pdf 本工程位于广州市天河区珠江新城冼村南侧G1-1、G1-2地块，地面以上由北面2栋47层 的住宅（依次命名为A-1、A-2栋），南面2栋40层的住宅（依次命名为A-3、A-4栋），和东面 1栋38层的酒店及其1栋42层配套公寓组成，设四层地下室。

本文档为广州国际金融城A塔罕遇地震弹塑性时程分析报告，包括：1 工程概况 2 进行罕遇地震弹塑性时程分析的目的 3 分析方法、分析软件、分析模型及分析步骤 3.1 分析方法 3.2 分析软件 3.3 非线性地震反应分析模型 4 结构抗震性能评价方法 4.1 结构的总体变形 4.2 构件性能目标 5 整体计算结果汇总 6 剪力墙损伤情况 7 外框架梁、柱损伤情况 8 楼板损伤情况 9 加强层伸臂、腰桁架钢材塑性应变情况 10 墙柱首层最大反力 11 罕遇地震弹塑性时程分析结论等。

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。

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。

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。

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。

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。

在考虑多点输入对大跨空间结构的不利影响下，在SMA材性试验的基础上设计了SMA阻尼杆件替换原结构部分杆件进行耗能减震控制研究．共设计了两种替换方案：一种是替换部分下弦杆，另一种是替换部分腹杆，分别比较了这两种替换方案的减震效果．结果表明，这种sMA 阻尼杆件替换原杆件的方法既能对结构进行有效的减振控制，又不改变原结构的结构形式，是一种新颖而优越的耗能减震方法．

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。

本文的主要工作：(1) 在一个通用的高层建筑空间动力分析程序HBTA[1] 的基础上增加了铅芯叠层 钢板橡胶垫的弹塑性本构关系，改进后的程序能够考虑橡胶垫在双向水平力作用下两个方向恢复力和位移 相互耦合的弹塑性性能。(2) 为了反应橡胶垫隔震层与上部混凝土结构阻尼比不同的特点，本文还运用线 性加速度逐步积分法和Wilson’q 法的基本原理，推导出了适用于隔震结构动力方程的逐步积分公式，该公 式能够同时进行隔震建筑上部和下部两个子结构动力方程的时程反应计算。笔者对上述工作进行了程序实 现和实例计算，结果表明考虑上部结构及橡胶垫隔震层不同阻尼比是完全必要的。

建筑结构的地震模拟试验研究

四川汶川地震中大量砌体结构倒塌，造成严重人员伤亡。为研究和预防砌体结构震害，本文通过有限元自体接触算法和生死单元控制实现了纵墙承重砌体结构的倒塌模拟。并通过 6 个不同算例，对影响砌体结构地震倒塌的各种关键因素，如结构形式、材料强度、构造措施和地震动形式等进行了分析，总结了不同的结构倒塌模式。仿真算例表明，纵墙强度、圈梁、构造柱、廊柱等对结构抗震性能具有重要影响，对于靠近震中的结构，竖向地震的影响不可忽略。本文的研究为深入分析砌体结构倒塌，提高其抗震性能研究提供了参考。

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

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

汪大绥-静力弹塑性分析.docx汪大绥-静力弹塑性分析.docx

本文档是结构的耗能减震与防屈曲支撑。