三向地震波的合理选取和人工定义.pptx
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1、18.1。时程分析与三向地震波。时程分析与三向地震波18.2。三向地震波的合理选取。三向地震波的合理选取18.3。如何。如何人工定义地震波人工定义地震波18。三向地震波的合理选取和人工定义。三向地震波的合理选取和人工定义18.1。时程分析与地震波时程分析与地震波 F弹性、弹塑性弹性、弹塑性时程分析均与地震波相关。时程分析均与地震波相关。FTAT、SATWE、PMSAP、EPDA等等软软件件时时程程分分析析时时均均需选取地震波。需选取地震波。F旧旧 版版 软软 件件 采采 用用 的的 是是 按按 照照 场场 地地 土土 区区 分分 的的 单单 向向 地地 震震 波波 库库;新版软件采用的是按照新
2、版软件采用的是按照特征周期特征周期区分的三向地震波库。区分的三向地震波库。F三向地震波可以三向地震波可以退化退化为单向地震波进行计算。为单向地震波进行计算。F可以通过填写文本文件的方式增加用户地震波。可以通过填写文本文件的方式增加用户地震波。F新抗震规范新抗震规范5.1.2条规定,条规定,“特别不规则的建筑、甲类建特别不规则的建筑、甲类建筑和表筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑,所列高度范围的高层建筑,应采用时程分应采用时程分析法析法进行多遇地震下的补充计算进行多遇地震下的补充计算”,“采用时程分析法采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于时,应按建筑场地类别和设计地
3、震分组选用不少于两组两组的实际强震记录的实际强震记录和和一组人工模拟的加速度时程曲线一组人工模拟的加速度时程曲线”。F地震波与反应谱应在地震波与反应谱应在“统计意义上相符统计意义上相符”。F时程分析法时程分析法单波和平均值单波和平均值的底部剪力应不小于按反应谱的底部剪力应不小于按反应谱方法得到的底部剪力的方法得到的底部剪力的“65”和和“80”等限值。等限值。F新抗震规范新抗震规范5.5.3条规定,除可以采用简化方法计算外的条规定,除可以采用简化方法计算外的建筑结构,可采用静力弹塑性分析方法或建筑结构,可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分弹塑性时程分析方法析方法。18.2。三向地震波的合理选
4、取。三向地震波的合理选取F按照规范的要求,至少应该选择按照规范的要求,至少应该选择三条地震波三条地震波进行地震时程反进行地震时程反应的分析,并规定了应的分析,并规定了最小基底剪力最小基底剪力。当计算的基底剪力不满。当计算的基底剪力不满足规范要求,则应认为该地震波足规范要求,则应认为该地震波不合格不合格,应重新选择分析,应重新选择分析,直至选到合适的地震波为止。直至选到合适的地震波为止。F而实际上,只有在建筑物所在地的地震波才有可能有意义。而实际上,只有在建筑物所在地的地震波才有可能有意义。但是大多数地区不具备这个条件,则可以用实测的人工波来但是大多数地区不具备这个条件,则可以用实测的人工波来代
5、替。目前重要建筑物的代替。目前重要建筑物的场地波场地波都是通过实测和人工模拟产都是通过实测和人工模拟产生的,即生的,即实测人工波实测人工波。选取地震波选取地震波实测地震波实测地震波特征参数特征参数实测地震波实测地震波反应谱反应谱实测地震波实测地震波东南向东南向4040度作用度作用实测地震波实测地震波西南向西南向5050度作用度作用实测地震波实测地震波竖向作用竖向作用保留的旧版地震波库保留的旧版地震波库18.3。如何人工定义地震波如何人工定义地震波 F在当前的工程目录下建立相应的地震波文件。在当前的工程目录下建立相应的地震波文件。F文文件件名名应应采采用用“USER”加加上上“1”或或“2”或或
6、其其他他阿阿拉拉伯伯数字。数字。F使使用用“.X”、“.Y”和和“.Z”文文件件后后缀缀给给出出主主方方向向、次次方方向向和和竖竖向向所所对对应应的的地地震震波波波波形形。如如果果用用户户给给出出了了无无后后缀缀的文件,则认为该文件中的内容的文件,则认为该文件中的内容为主方向为主方向的地震波波形。的地震波波形。F例例 如如“USER1”、“USER2.X”、“USER2.Y”、“USER2.Z”等文件名都是合法的。等文件名都是合法的。F文文件件中中第第一一行行输输入入用用户户地地震震波波步步数数N;在在第第2第第N+1行行写写入地震波加速度值,单位任意,但要一致。入地震波加速度值,单位任意,但
7、要一致。人工输入地震波选择人工输入地震波选择19.1。弹塑性分析目的、意义。弹塑性分析目的、意义19.2。弹塑性分析的规范规定。弹塑性分析的规范规定19.3。简化弹塑性分析方法及适用范围。简化弹塑性分析方法及适用范围19.4。静力弹塑性分析方法。静力弹塑性分析方法19.5。动力弹塑性分析方法动力弹塑性分析方法19。罕遇地震下三种薄弱层弹塑性变形。罕遇地震下三种薄弱层弹塑性变形验算方法及其适用范围验算方法及其适用范围19.1。弹塑性弹塑性分析目的、意义分析目的、意义F三水准设防中的三水准设防中的“大震不倒大震不倒”。F两阶段设计中的两阶段设计中的“第二阶段第二阶段弹塑性变形验算弹塑性变形验算”。
8、F强震下变形验算的基本问题:计算和确定强震下变形验算的基本问题:计算和确定薄弱层薄弱层位移位移反应和变形能力;通过改善结构均匀性、加强薄弱层反应和变形能力;通过改善结构均匀性、加强薄弱层和薄弱部位使得层间位移角满足和薄弱部位使得层间位移角满足弹塑性变形验算弹塑性变形验算限值限值要求。要求。19.2。弹塑性分析的规范规定弹塑性分析的规范规定F建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB 50011-2001F高层混凝土结构技术规程高层混凝土结构技术规程JGJ 3-2002F高层民用建筑钢结构技术规程高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范v3.4.3条条 竖向不规则结构
9、竖向不规则结构应(宜)应(宜)进行弹塑进行弹塑 v 性变形分析性变形分析v3.6.2条条 弹塑性分析可以根据具体情况采用弹塑性分析可以根据具体情况采用 v 弹塑性弹塑性静力静力、时程时程、简化简化方法方法v5.5.2条条 何种结构何种结构需要进行弹塑性变形验算需要进行弹塑性变形验算v5.5.3条条 弹塑性变形验算方法弹塑性变形验算方法v5.5.4条条 弹塑性分析的简化方法弹塑性分析的简化方法v5.5.5条条 弹塑性层间弹塑性层间位移角限值位移角限值高层混凝土结构技术规程高层混凝土结构技术规程v4.6.4条条,4.6.5条条,5.1.13条,条,4.6.4条有具体规定条有具体规定基基本遵从于本遵
10、从于建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范高层民用建筑钢结构技术规程高层民用建筑钢结构技术规程v5.3.6条条5.3.10条、条、5.4.4条、条、5.5.3条,有具体规条,有具体规定,有层间侧移延性比规定定,有层间侧移延性比规定19.3。简化弹塑性分析方法及应用范围简化弹塑性分析方法及应用范围F新抗震规范新抗震规范5.5.3条规定,罕遇地震下薄弱层(部位)弹塑条规定,罕遇地震下薄弱层(部位)弹塑性变形验算可采用下列方法:性变形验算可采用下列方法:“不超过不超过12层且层刚度无突层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用5.5.
11、4条的简化计算方法。条的简化计算方法。”F新抗震规范新抗震规范5.5.4条规定的条规定的简化弹塑性简化弹塑性分析方法包含两方面分析方法包含两方面内容:内容:F薄弱层按照楼层区分强度系数确定。薄弱层按照楼层区分强度系数确定。F弹塑性层间位移角由罕遇地震弹性层间位移角折减得到。弹塑性层间位移角由罕遇地震弹性层间位移角折减得到。F可以看出,简化的弹塑性分析方法:可以看出,简化的弹塑性分析方法:F有明确的适用范围,超出此范围不能采用。有明确的适用范围,超出此范围不能采用。F薄弱层的判断和相应弹塑性层间位移角的确定均是估算结薄弱层的判断和相应弹塑性层间位移角的确定均是估算结果。果。19.4。静力弹塑性分
12、析方法静力弹塑性分析方法抗倒塌分析图静力弹塑性分析方法的特点静力弹塑性分析方法的特点F静力弹塑性分析方法是将静力弹塑性分析方法是将动力地震作用静力化动力地震作用静力化的一种罕的一种罕遇地震分析方法。遇地震分析方法。F考虑结构的考虑结构的弹塑性性质弹塑性性质。F较动力弹塑性分析方法能一定程度上较动力弹塑性分析方法能一定程度上节省计算时间节省计算时间。F通过静力推覆分析过程可以了解结构的通过静力推覆分析过程可以了解结构的抗倒塌能力抗倒塌能力。F通过通过能力谱能力谱方法可以得到结构的罕遇地震下最大弹塑性方法可以得到结构的罕遇地震下最大弹塑性位移角。位移角。F能力谱方法存在能力谱方法存在“以第一振型振
13、动为主、结构可以等效以第一振型振动为主、结构可以等效为单自由度体系为单自由度体系”等前提假定,能否适用于超高层结构等前提假定,能否适用于超高层结构仍然需要探讨;但推覆分析过程有一定的普适性。仍然需要探讨;但推覆分析过程有一定的普适性。19.5。动力弹塑性分析方法动力弹塑性分析方法动力弹塑性分析方法的特点动力弹塑性分析方法的特点F将罕遇地震作用以较为将罕遇地震作用以较为真实真实的加速度时程方式进行输入。的加速度时程方式进行输入。F考虑结构的考虑结构的弹塑性性质弹塑性性质。F对结构没有过多限制其应用范围的基本假定,对结构没有过多限制其应用范围的基本假定,适用范围适用范围广泛广泛,可以认为是一种,可
14、以认为是一种仿真仿真分析方法。分析方法。F多条地震波分析时,计算时间相对较长。多条地震波分析时,计算时间相对较长。F选取不同的地震波进行分析时,计算结果可能选取不同的地震波进行分析时,计算结果可能差别较大差别较大,需要使用者进行需要使用者进行合理的判断合理的判断。20.120.1。弹塑性分析软件整体功能简介。弹塑性分析软件整体功能简介20.220.2。弹塑性静力分析软件。弹塑性静力分析软件PUSHPUSH简介简介20.320.3。弹塑性静力分析软件。弹塑性静力分析软件PUSHPUSH工程实例工程实例20.420.4。弹塑性静力分析软件。弹塑性静力分析软件PUSHPUSH验证验证2020。弹塑性
15、静力分析的正确应用和普及弹塑性静力分析的正确应用和普及20.1。弹塑性分析软件整体功能简介弹塑性分析软件整体功能简介20.2。弹塑性静力分析软件弹塑性静力分析软件PUSH简介简介F较为先进的单元类型。较为先进的单元类型。F先进的先进的弧长法弧长法加载策略。加载策略。F非线性方程叠代方法的多种选择。非线性方程叠代方法的多种选择。F波前法解线性方程。波前法解线性方程。F病态方程病态方程的特殊解法处理。的特殊解法处理。F接力接力SATWE、PMSAP程序,适应的结构类型广泛。程序,适应的结构类型广泛。PUSH软件主要参数说明软件主要参数说明F荷载类型荷载类型:有倒三角形和矩形两种选择,通常可以选择:
16、有倒三角形和矩形两种选择,通常可以选择倒三角形。倒三角形。F基底剪力与总重量的比值基底剪力与总重量的比值:通过该参数定义侧向荷载的:通过该参数定义侧向荷载的总和,比如填总和,比如填0.50.5意思是侧向荷载总量最大可以施加到意思是侧向荷载总量最大可以施加到50%50%的结构总重量。的结构总重量。F荷载方向与荷载方向与X X轴的夹角轴的夹角:一次静力弹塑性分析只在一个:一次静力弹塑性分析只在一个方向上施加侧向荷载,该荷载的方向通过荷载正向与方向上施加侧向荷载,该荷载的方向通过荷载正向与X X轴正向的夹角决定。单位度。轴正向的夹角决定。单位度。F从头运行和接力运行从头运行和接力运行:PUSH软件具
17、有重启动功能。通软件具有重启动功能。通过该功能可以接力原来的计算结果进行连续计算。过该功能可以接力原来的计算结果进行连续计算。F停机控制停机控制:配合重启动功能进行计算步数选择。:配合重启动功能进行计算步数选择。F材料参数调整材料参数调整:通过该系列参数的调整,可以按照用户:通过该系列参数的调整,可以按照用户实际情况调整混凝土和钢的单轴本构关系曲线形状,考实际情况调整混凝土和钢的单轴本构关系曲线形状,考虑混凝土破坏、受到约束等情况。虑混凝土破坏、受到约束等情况。F铰的相对刚度界限铰的相对刚度界限:为杆件塑性铰的判断条件,例如填:为杆件塑性铰的判断条件,例如填入入0.80.8的含义是杆端截面的刚
18、度与初始刚度相比退化了的含义是杆端截面的刚度与初始刚度相比退化了8080时认为出现了塑性铰。时认为出现了塑性铰。F墙高斯点破坏条件墙高斯点破坏条件:剪力墙通过用户给出破坏应变界限:剪力墙通过用户给出破坏应变界限来判断破坏情况。来判断破坏情况。F杆元细分、墙元细分杆元细分、墙元细分:用户可以人为的细分杆件单元。:用户可以人为的细分杆件单元。F楼板考虑为梁翼缘的相对宽度楼板考虑为梁翼缘的相对宽度:通过该参数,用户可以:通过该参数,用户可以考虑楼板对于梁的刚度贡献。考虑楼板对于梁的刚度贡献。20.3。弹塑性静力分析软件弹塑性静力分析软件PUSH工程实例工程实例高层混凝土结构高层混凝土结构 高层钢结构
19、高层钢结构 20.4。弹塑性静力分析软件弹塑性静力分析软件PUSH工程实例工程实例单层钢框架模型单层钢框架模型荷载因子荷载因子-位移曲线,位移曲线,PUSHPUSH与与ABAQUSABAQUS的比较的比较9层钢框架模型层钢框架模型荷载因子荷载因子-位移曲线,位移曲线,PUSHPUSH与与ABAQUSABAQUS的比较的比较混凝土框架模型混凝土框架模型荷载因子荷载因子-位移曲线,位移曲线,PUSHPUSH与与ABAQUSABAQUS的比较的比较荷载因子荷载因子-位移曲线,位移曲线,PUSHPUSH与与ABAQUSABAQUS的比较的比较荷载因子荷载因子-位移曲线,位移曲线,PUSHPUSH与与A
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