基于Midas-Building的静力弹塑性分析实例

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1、第41卷第4期Vol.41，No.42015年8月SichuanBuildingMaterialsAugust，2015基于Midas-Building的静力弹塑性分析实例赵亮(天津铁道职业技术学院铁道建筑系,天津300240)摘要:阐述了静力弹塑性分析的目的,介绍了Mi-后再通过多次迭代计算获取结构的性能点;后者则是依据das-Building中静力弹塑性方法的实现过程,并以一高层框需求延性系数的假设来计算有效阻尼和有效周期,同时,架-核心筒写字楼工程实例予以说明。通过对该结构的剪计算性能点与需求谱的交点,将此点作为结构的性能。本力墙损伤破坏、

2、框架塑性铰分布和结构性能点等几方面进文利用Procedure-B计算结构的性能点。行分析,表明了静力分析方法是目前对结构进行罕遇地震C作用下的有效方法。弯矩关键词:塑性铰;静力弹塑性分析;MidasBuildingB屈服强度（+）中图分类号:TU313文献标志码:Bα（+）Kc文章编号:1672-4011(2015)04-0027-03DDOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.04.014ECP(-)LS(-)IO(-)A1静力弹塑性方法目的-DIO(+)LS(+)CP(+)-E结构的静力弹塑性分析方法是现阶段基于性能

3、的抗震性能评估方法,在GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中α（-）K0屈服强度（-）-B第3．6．2条规定可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹[1]塑性时程分析方法。静力弹塑性分析的实质是用简化的-C力学模型代替原结构,将呈一定分布规则水平荷载单调递图1塑性铰弹塑性骨架曲线增施加于结构,来将其推至某一预定的状态(目标位移或使结构成为机构),分析结构的薄弱部位及其非线性状态反应,3工程实例来判断未来在可能地震作用下,结构及构件的变形能力是[4]否满足使用功能的要求。3．1工程介绍静力弹塑性分析方法,一方面可以对结构的弹性分析本工程为某地区

4、写字楼项目(钢筋混凝土框架-剪力墙进行校核,另一方面也可找到结构在罕遇地震作用下的薄结构),地上共25层,地下2层(停车库),总高度108m。弱环节,从而使设计人员有针对性对弹性设计分析中的薄首层及2层局部架空,标准层层高为4．1m。该工程结构设弱部位进行加强。与弹塑性动力时程分析方法相比,这种计使用年限为50年,建筑结构安全等级为二级,抗震设防烈方法原理简单、便于操作,应用范围较广。度为7度,设计基本地震加速度值为0．1g,场地特征周期为0．45s,设计地震分组为第一组,抗震设防分类为丙类。2Midas-Building实现3．2抗震设计2．1

5、前处理在静力弹塑性分析(Pushover)分析前,首先按照现行规在Midas-Building可以自动化运行分析数据命令,可范进行多遇地震阶段的结构设计,保证极限承载力满足规完成生成初始荷载工况、静力弹塑性荷载工况、铰类型、范要求,然后再通过Pushover分析校核结构在中震、大震自动分配给各构件的铰特性值、分析控制条件等信息,可下的性能水准。根据Pushover分析结果来校核、调整结构以节省大量前期工作。设计。2．2塑性铰定义3．3计算模型Midas-Building程序中用纤维单元模拟剪力墙单元。该结构形式为框架-核心筒结构,通过Midas-

6、Build-采用了图1中所示弹塑性骨架曲线,对框架梁两端设置了ing建立三维结构模型。对于结构模型中梁、柱构件,采用弯矩铰M铰,柱两端设置轴力弯矩铰。(其中AB、BC、铰模型来表现其非线性特性。铰模型具有计算效率高,收CD、DE分别表示弹性段、强化段、卸载段和破坏段。B点敛性好的特点,通过铰的状态能够较为直观地反映出线性表示铰的屈服。C点表示铰开始失去承载力,点IO、LS和构件的破坏状态。对于核心筒剪力墙构件,软件使用纤维CP表示铰的能力水平,分别对应于“直接使用”“生命安[2]模型来模拟,从而反映构件截面局部损伤特性。结构整全”和“防止倒塌”)

7、。楼模型如图2所示。基于荷载增量的荷载控制法和基于目2．3性能点获取方法标位移的位移控制法是静力弹塑性分析的基本方法,本文Midas-Building提供Procedure-A和Procedure-B两采用基于目标位移的位移控制法。位移控制法,即先确定种计算性能点的方法。前者通过有效阻尼计算需求谱,然结构可能发生的最大目标位移量,根据文献[1]对本工程结构的要求,此处控制结构的最大位移取1．08m。作者简介:赵亮(1986-),男,河北怀安人,硕士研究生,助教,主要从事建筑工程技术教学工作。3．4计算结果分析·27·Vol.41，No.4第41卷

8、第4期August，2015SichuanBuildingMaterials2015年8月3．4．1结构性能点的确定能力谱-需求谱0.0