文档介绍：超高层建筑在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析
李志山澳大利亚 SCL 数力顾问公司
容柏生李盛勇广州容柏生建筑工程设计事务所
汪大绥王国俭上海现代设计集团
摘要
超高层建筑在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析是最为完善精确的抗震设计分析方法. 但是由于软件和计算机资源的限制, 它长期以来被认为是一项极为困难甚至几乎不可能的工作. 本文根据软件和计算机的前沿成果和该分析的特点, 发掘出其适用的方法及模型并总结出相应的分析流程及步骤. 最后提供了实际工程算例分析. 分析结果表明,该类分析是工程师可操作的并且不可缺少的设计工具.
前言
国内建筑业的蓬勃发展,涌现出很多体型复杂的超高层建筑.
抗震设计思想的发展
PERFORMANCE-BASED 的结构抗震设计思想
ATC-40, FEMA356
GB50011-2001明确提出要求
精细至构件水平的弹塑性时程分析, 是确保中震安全及大震不倒的抗震设计的重要依据.
内容
结构分析特点
结构分析方法
结构分析模型
地震波的选取
分析步骤
算例介绍
结语
结构分析特点
杆件,墙元数量多
基本周期长(4-7秒)
分层加载分析
高度非线性过程
避免构件出现塑性
分析的收敛性对构件的刚度和强度很敏感.
模型由简单到复杂
弹性到塑性
静力到动力
结构分析方法
静力的非线性分析方法(PUSH-OVER).
基本假定:
由单一振型主导
该振型保持不变
水平力沿高度方向的模式:
均匀分布
第一阶振型
适用范围:
周期小于2秒
规则结构
Reference: “Pros and cons of a pushover analysis of seismic performance evaluation”, Krawinkler, Engineering structure, V20,452-464. 1998
结构分析方法
弹塑性时程分析
严格的分析方法
可以得到每一构件在每一时刻的内力和弹塑性位移
计算量很大
计算机性能要求高
软件求解器性能要求高
结构分析模型
非线性模型
材料非线性(塑性区):
应力-应变非线性, 如钢材
应力
应变
钢筋混凝土塑性損伤模型
GB50010-2002 附录C
单轴受拉的应力-应变关系:
钢筋混凝土塑性損伤模型
GB50010-2002 附录C
单轴受压的应力-应变关系: