基于Midas-Building的靜力彈塑性分析實例

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1、第41卷第4期Vol.41，No.42015年8月SichuanBuildingMaterialsAugust，2015基于Midas-Building的靜力彈塑性分析實例趙亮(天津鐵道職業(yè)技術學院鐵道建筑系,天津300240)摘要:闡述了靜力彈塑性分析的目的,介紹了Mi-后再通過多次迭代計算獲取結構的性能點;后者則是依據(jù)das-Building中靜力彈塑性方法的實現(xiàn)過程,并以一高層框需求延性系數(shù)的假設來計算有效阻尼和有效周期,同時,架-核心筒寫字樓工程實例予以說明。通過對該結構的剪計算性能點與需求譜的交點,將此點作為結構的性能。本力墻損傷破壞、

2、框架塑性鉸分布和結構性能點等幾方面進文利用Procedure-B計算結構的性能點。行分析,表明了靜力分析方法是目前對結構進行罕遇地震C作用下的有效方法。彎矩關鍵詞:塑性鉸;靜力彈塑性分析;MidasBuildingB屈服強度（+）中圖分類號:TU313文獻標志碼:Bα（+）Kc文章編號:1672-4011(2015)04-0027-03DDOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.04.014ECP(-)LS(-)IO(-)A1靜力彈塑性方法目的-DIO(+)LS(+)CP(+)-E結構的靜力彈塑性分析方法是現(xiàn)階段基于性能

3、的抗震性能評估方法,在GB50011-2010《建筑抗震設計規(guī)范》中α（-）K0屈服強度（-）-B第3．6．2條規(guī)定可根據(jù)結構特點采用靜力彈塑性分析或彈[1]塑性時程分析方法。靜力彈塑性分析的實質(zhì)是用簡化的-C力學模型代替原結構,將呈一定分布規(guī)則水平荷載單調(diào)遞圖1塑性鉸彈塑性骨架曲線增施加于結構,來將其推至某一預定的狀態(tài)(目標位移或使結構成為機構),分析結構的薄弱部位及其非線性狀態(tài)反應,3工程實例來判斷未來在可能地震作用下,結構及構件的變形能力是[4]否滿足使用功能的要求。3．1工程介紹靜力彈塑性分析方法,一方面可以對結構的彈性分析本工程為某地區(qū)

4、寫字樓項目(鋼筋混凝土框架-剪力墻進行校核,另一方面也可找到結構在罕遇地震作用下的薄結構),地上共25層,地下2層(停車庫),總高度108m。弱環(huán)節(jié),從而使設計人員有針對性對彈性設計分析中的薄首層及2層局部架空,標準層層高為4．1m。該工程結構設弱部位進行加強。與彈塑性動力時程分析方法相比,這種計使用年限為50年,建筑結構安全等級為二級,抗震設防烈方法原理簡單、便于操作,應用范圍較廣。度為7度,設計基本地震加速度值為0．1g,場地特征周期為0．45s,設計地震分組為第一組,抗震設防分類為丙類。2Midas-Building實現(xiàn)3．2抗震設計2．1

5、前處理在靜力彈塑性分析(Pushover)分析前,首先按照現(xiàn)行規(guī)在Midas-Building可以自動化運行分析數(shù)據(jù)命令,可范進行多遇地震階段的結構設計,保證極限承載力滿足規(guī)完成生成初始荷載工況、靜力彈塑性荷載工況、鉸類型、范要求,然后再通過Pushover分析校核結構在中震、大震自動分配給各構件的鉸特性值、分析控制條件等信息,可下的性能水準。根據(jù)Pushover分析結果來校核、調(diào)整結構以節(jié)省大量前期工作。設計。2．2塑性鉸定義3．3計算模型Midas-Building程序中用纖維單元模擬剪力墻單元。該結構形式為框架-核心筒結構,通過Midas-

6、Build-采用了圖1中所示彈塑性骨架曲線,對框架梁兩端設置了ing建立三維結構模型。對于結構模型中梁、柱構件,采用彎矩鉸M鉸,柱兩端設置軸力彎矩鉸。(其中AB、BC、鉸模型來表現(xiàn)其非線性特性。鉸模型具有計算效率高,收CD、DE分別表示彈性段、強化段、卸載段和破壞段。B點斂性好的特點,通過鉸的狀態(tài)能夠較為直觀地反映出線性表示鉸的屈服。C點表示鉸開始失去承載力,點IO、LS和構件的破壞狀態(tài)。對于核心筒剪力墻構件,軟件使用纖維CP表示鉸的能力水平,分別對應于“直接使用”“生命安[2]模型來模擬,從而反映構件截面局部損傷特性。結構整全”和“防止倒塌”)

7、。樓模型如圖2所示。基于荷載增量的荷載控制法和基于目2．3性能點獲取方法標位移的位移控制法是靜力彈塑性分析的基本方法,本文Midas-Building提供Procedure-A和Procedure-B兩采用基于目標位移的位移控制法。位移控制法,即先確定種計算性能點的方法。前者通過有效阻尼計算需求譜,然結構可能發(fā)生的最大目標位移量,根據(jù)文獻[1]對本工程結構的要求,此處控制結構的最大位移取1．08m。作者簡介:趙亮(1986-),男,河北懷安人,碩士研究生,助教,主要從事建筑工程技術教學工作。3．4計算結果分析·27·Vol.41，No.4第41卷

8、第4期August，2015SichuanBuildingMaterials2015年8月3．4．1結構性能點的確定能力譜-需求譜0.0