中洲中心二期结构抗震性能分析

中洲中心二期工程结构由相距120m的2个高86.5m的主塔楼和上下2个连廊组成,高空连廊跨度为120m,低空连廊跨度为90m。主塔楼采用带粘滞阻尼器的钢筋混凝土框架剪力墙结构,高空连廊采用带粘滞阻尼器的钢桁架结构,低空连廊采用纯钢桁架结构。该结构体形特殊、存在大跨度连体、刚度不连续等多项超限,结构的地震响应复杂。在小震和中震弹性分析基础上,采用基于纤维模型理论的PERFORM-3D软件对塔楼结构进行静力弹塑性分析,对整体结构进行大震作用下弹塑性时程分析。并参考美国基于性能抗震规程ASCE-41制定构件变形性能指标,对构件的变形响应进行评估。小震和中震作用下的结构弹性分析表明,结构与构件均满足我国现行抗震规范要求。静力弹塑性分析结果与整体结构大震弹性算得的基底剪力作对比,结果表明塔楼结构具有很好的抗侧性能。弹性分析以及弹塑性分析的计算结果对比表明分析结果合理,设置了粘滞阻尼器以后,构件非线性损伤减小,整体结构及构件满足既定的变形性能目标,     

基于Perform-3D的贵阳某超高层结构动力弹塑性分析

基于Perform-3D对超高层结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,得到了结构的整体地震响应和构件性能状态。分析结果表明,各构件均实现预设的抗震性能目标,结构满足规范规定的抗震性能水准要求。     

框架核心筒结构动力弹塑性时程分析

利用 PERFORM-3D 软件实现了超高层建筑结构的动力弹塑性时程分析,将结构的抗震性能引入到结构分析中,通过工程实例,研究了结构在地震作用下的变形和力学性能,对结构在大震作用下的整体反应和构件损伤情况进行了分析和评估,验证了结构在大震作用下的"大震不倒"性能目标.     

苏州环贸广场塔楼结构动力弹塑性分析

苏州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。同时将PERFORM-3D软件计算结果与SAUSAGE软件的弹塑性分析结果进行对比,表明两个软件的分析结果中宏观指标较为接近,构件损伤指标具有一定差异,同时从阻尼模型、材料本构、单元模型等方面探讨了两个软件分析结果的异同点及可能原因。同时参考美国基于性能的高层建筑抗震设计准则中建议的计算参数,调整力学模型参数并进行弹塑性时程分析,与PERFORM-3D软件计算结果进行了对比,分析结果表明同时减小阻尼比和活荷载组合值系数会增加结构顶点位移幅值。     

基于PERFORM-3D的框架核心筒结构抗震性能评估

框架核心筒结构是高层建筑常用的结构体系,如何准确模拟结构在非线性状态的地震响应至关重要。本文建立了某框架核心筒结构动力弹塑性分析模型,分析了大震下结构的变形、耗能以及构件的塑性变形特征,评估结构性能。结果表明结构的抗震性能较好,满足预定的性能目标,PERFORM-3D较适合对结构进行弹塑性分析。     

某超高层建筑结构在罕遇地震作用下的抗震性能评估

高层建筑的弹塑性抗震分析方法主要有反应谱法、静力弹塑性分析法和时程分析法,时程分析法比前两者有更强的适用性。文章以某超高层建筑结构为例,采用PERFORM-3D软件建立精细化的三维分析模型按现行规范进行结构的动力弹塑性时程分析,考察整体结构在罕遇地震作用下动力响应和主要构件的损伤发展情况。分析结果表明,在罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角在规范限值以内,剪力墙连梁和框架梁中度损坏,部分损坏比较严重,剪力墙墙肢整体上无损坏,塔楼和裙房钢筋混凝土框架柱的性能分别满足大震无损坏和大震轻度损坏的抗震性能设计。     

带高强混凝土钢板剪力墙的超高层框架-核心筒结构抗震性能研究

基于11个高强混凝土钢板剪力墙模型试验,采用有限元软件PERFORM-3D完成了不同设计参数的试件在低周反复荷载作用下的模拟分析,对比了抗剪承载力、刚度、滞回性能等参数,验证有限元模型的合理性,确定整体结构中剪力墙模型参数。采用非线性时程分析,对比研究带高性能剪力墙的超高层框架-核心筒结构与带普通钢筋混凝土剪力墙的超高层框架-核心筒结构整体地震响应和剪力墙材料损伤等差异。分析结果表明:带高强混凝土钢板剪力墙的超高层框架-核心筒结构底部剪力墙的损伤程度和范围明显减小,其底部剪力墙混凝土最大压应变与原结构相比最大可减小42.9%,钢板最大拉应变与原结构相比最大可减小64.9%。构件试验与整体结构分析均证明高强混凝土钢板剪力墙结构抗震性能优越,结构底部剪力墙损伤得到有效控制。     

火灾下整体钢框架结构性能的模拟方法

建立了整体钢框架结构模型,采用有限元法对整体结构在火灾下的响应进行了数值模拟。对钢构件的应力和变形进行了弹塑性分析,得到了变形及应力随时间变化的云图和内力及挠度随时间变化的曲线。同时将不同约束条件下以及构件采取不同的保护措施时整体结构的响应进行了对比。为基于整体结构的耐火设计提供了有效的数值模拟方法。     

基于PERFORM-3D的某超限高层结构动力弹塑性分析

某超限高层办公大楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为了全面评估其抗震性能水平,借助三维非线性结构分析软件PERFORM-3D对该超限结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,得到了结构的整体地震响应和构件性能状态。分析结果表明,结构满足规范规定的层间位移角要求,各构件基本实现预先设定的抗震性能目标水准。     

某型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构的抗震性能评估

以某混合结构为研究对象,通过振动台试验和数值分析2种手段对该混合结构的抗震性能进行了相关研究.主要利用PERFORM-3D建立了整体结构的非线性计算模型,对结构进行了弹塑性时程分析.根据结构整体的位移响应和能量耗散以及构件的变形和塑性铰开展情况,来了解在不同强度地震作用下结构的地震反应特点,同时根据预定的性能指标限值对结构的抗震性能进行了评估,并将数值分析结果与试验结果进行了对比.试验与数值分析结果均表明,该结构具有良好的抗震性能.     

结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用

介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型 ,包括梁、柱、墙单元、拉压杆单元、弹簧单元和阻尼单元 ,可建立各种结构计算模型 (质点系模型、平面或空间框架模型 )。对柱和墙单元等压弯杆件 ,采用了“多弹簧模型”和“纤维模型”来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之间的耦合作用 ,能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性 ,从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系 ,作者开发和引进了多种材料恢复力模型 ,这些恢复力模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型 ,作者开发了结构三维弹塑性分析计算机程序 ,用于分析遭受地震作用的建筑物 ,其结果与实际的地震破坏吻合较好 ,能够说明结构的破坏机制。     

基于纤维模型RC框架结构非线性全过程分析

纤维模型对梁、柱单元非线性全过程分析能有更加精确和完整的把握,是目前结构非线性分析模型的研究热点,而在极限承载力附近的计算发散问题,一直是困扰混凝土结构非线性全过程分析的关键问题.本文基于纤维模型提出了一种可以用于混凝土结构全过程分析的算法,编制了柔度法分析程序,直接从材料本构关系出发,对平面钢筋混凝土框架结构进行了全过程非线性静力分析.同试验结果的对比表明,程序具有较好的分析非线性问题的能力.     

结构三维弹塑性分析方法及计算机程序CANNY

介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型,包括梁,柱,墙单元,拉压杆单元,弹簧单元和阻尼单元,可建立各种结构计算模型（质点系模型,平面或空间框架模型）。对柱和墙单元等压湾杆件,采用了“多弹簧模型”和“纤维模型”来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之间的耦合作用,能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性,从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系,作者开发和引进了多种恢复力模型,这些恢复力模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型,作者开发了结构三维弹塑性分析计算机程序CANNY,用于分析遭受地震作用的建筑物,其结果与实际的地震破坏吻合较好,能够说明结构的破坏机制。     

Numerical simulation and analysis for collapse responses of RC frame structures under earthquake

In this paper, a discrete element model for collapse simulation of RC frame structure is constructed by discretizing the structure into a few elements and spring groups. This model introduces special hysteretic models of connected springs for arbitrary loading path and also takes into account reasonable failure criteria for springs considering coupling effect of shear and axial force. Based on the discrete element model, a computer program is developed to simulate the whole process of RC frame structures from initial state to collapse under earthquakes. Particularly, the contact-impact problem between discrete elements has been treated with effective measures. Then, the program is employed to study the collapse mechanism of a real building in Wenchuan earthquake-hit area; the result of which shows that the simulation program developed based on the new model can realistically simulate the seismic collapse process of RC frame structures.     

Numerical simulation and analysis for collapse responses of RC frame structures under earthquake

In this paper, a discrete element model for collapse simulation of RC frame structure is constructed by discretizing the structure into a few elements and spring groups. This model introduces special hysteretic models of connected springs for arbitrary loading path and also takes into account reasonable failure criteria for springs considering coupling effect of shear and axial force. Based on the discrete element model, a computer program is developed to simulate the whole process of RC frame structures from initial state to collapse under earthquakes. Particularly, the contact-impact problem between discrete elements has been treated with effective measures. Then, the program is employed to study the collapse mechanism of a real building in Wenchuan earthquake-hit area; the result of which shows that the simulation program developed based on the new model can realistically simulate the seismic collapse process of RC frame structures.     

框架结构不同倒塌模式的数值模拟与分析

基于离散单元法和杆端多弹簧模型的思想,引入适用于任意加载路径的弹簧恢复力模型,考虑混凝土轴向弹簧与截面剪切弹簧的耦合效应,建立了合理的弹簧破坏准则,并对单元失效后的碰撞问题进行了有效的处理,在此基础上开发了能够模拟强震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌全过程的计算机仿真程序CSPF 1.0。以汶川地震灾区一实际建筑为例,利用CSPF 1.0程序模拟了地震作用下该结构响应的全过程,得到了该结构可能产生的强梁弱柱型倒塌模式。另外在增大原结构的柱截面尺寸及配筋的基础上,程序进一步模拟了强柱弱梁型的倒塌模式。通过对仿真结果的论述和分析,说明了程序CSPF1.0的可靠性和离散单元法在钢筋混凝土框架结构倒塌分析中的可行性,并在一定程度上揭示了框架结构的破坏机理和倒塌机制。     

基于PYTHON的多软件模型转换程序的开发

复杂结构需多个软件设计计算,现有程序无法实现同一模型向多个软件转换,需在不同软件中分别建立模型,效率较低。基于PYTHON语言开发了软件转换程序,可实现将SAP 2000中的模型转换为MIDAS及ABAQUS所需模型,将MIDAS中的模型转换为ABAQUS所需模型。以中新生态城生态展览馆及东亚运动会自行车馆屋盖结构模型为例,对比分析了转换前后的结构质量及自振特性,验证了转换程序的正确性。     

西安国际展览中心钢结构设计

西安国际展览中心钢结构采用直接焊接的钢管结构 ,包括带斜拉索的大跨度空间桁架、装饰网壳和门厅抗风桁架等几部分。各楼层的梁板柱 (包括悬挂斜拉索的立柱 )为钢筋混凝土结构。由于结构形式复杂 ,结构分析采用整体空间模型 ,并采用了较为合理的相贯节点和销钉连接形式 ,可供其他工程参考     

中震作用下约束混凝土模型在结构中的适用性研究

在文献[1]的研究基础上,选取约束混凝土模型中具有代表性的3个模型——Mander模型、Sheikh模型以及Park模型,然后将各模型程序化,加入基于纤维模型梁柱单元的三维空间框架非线性动力反应分析程序中,重点考察了模型对8度区结构在中震下非线性动力反应分析结果的影响.     

基于耗能差指数和SIR模型的#br# 结构易损性及可恢复能力评估

传统结构地震易损性中结构地震响应指标对损伤反映不充分,且无法为结构震后可恢复性评估提供准确的初始损伤指标。针对上述不足和结构地震可恢复能力评估的需求,提出运用基于弹塑性耗能差的损伤指数进行结构地震易损性评价的方法。建立可推演出指定地震动强度和超越概率下的损伤指数的计算方法。利用SIR模型能够描述系统损伤和恢复动态演变过程的特点,提出基于该模型的单体建筑结构和区域建筑群的性能水平恢复函数模型及结构的恢复能力计算方法,从而表征建筑结构群体在地震激励下的“直接损伤 间接损伤 恢复”全过程。以单体结构和区域结构为算例进行易损性分析和震后可恢复性评估,结果表明：基于弹塑性耗能差的损伤指数具有真实可靠和机理明确的特点,在离散性和相关性方面均优于传统指标。SIR可恢复性能评估模型较常用恢复函数模型更为精准,简单高效且适合推广到区域建筑集群体当中,是对现有区域恢复性能评估框架的有益补充。