文档介绍：研究生课程论文(2016-2017学年第二学期) 框架剪力墙结构的弹塑性时程分析研究生:叶嘉彬提交日期:2017年9月4日研究生签名:学号201610101099学院土木与交通学院课程编号B0814007课程名称高层建筑结构学位类别博士任课教师韩小雷教师评语:成绩评定:分任课教师签名:年月日框架剪力墙结构的弹塑性时程分析叶嘉彬20161010109916级土交博士班摘要:本文对高层建筑的弹塑性时程分析进行了介绍,包括其理论、优缺点和基本方法,并采用通用有限元软件ABAQUS对一简单的框架剪力墙结构进行计算,进行模态分析和时程分析。关键词:框架剪力墙结构ABAQUS弹塑性时程分析前言随着人们加深了对弹塑性分析的认识,和计算机硬件和软件技术的飞速发展,为动力弹塑性分析迎来了更加大的发展时机。目前国内很多高校和一些大的设计院以及一些专业的咨询公司都在大力开展动力弹塑性分析的研究工作。高校的研究偏重于理论,设计院和专业咨询公司则更注重于方法的实用性研究,从生产需求开始,真正致力于一项专项应用技术的开发。二十世纪到二十一世纪的多年来,各国研究人员一直在发展弹塑性分析的电脑软件。DRAIN-2D在面弹塑性分析的程序,而DRAI-3D、IDAR都是基于DRAIN-2D上开发而来的,他们可以进行静力弹塑性分析、动力弹塑性分析,但功能较少,在恢复力模型的方面比较粗线条,不能全面反映混凝土的滞回性能。科研人员发展的CANNY程序,对框架梁柱节点的梁、柱塑性铰模型模拟两端弹簧的等效梁单元,对剪力墙模拟多弹簧模型,混凝土楼板模拟刚性板单元,弹塑性振动分析,程序静态分析、动态分析,动力时程响应等。ETABS-SAP2000电脑分析软件利用塑性铰模型来模拟框架梁柱和剪力墙进行静力弹塑性分析,还提供了结果分析功能和动力弹塑性计算分析能力。而通用有限元分析软件ABAQUS,则具有在循环荷载作用下混凝土模型的模拟和混凝土损伤模型的更好的性能,适用于基于动态弹塑性有限元分析软件平台上复杂结构分析。而在国内,清华大学研发了地震弹塑性反应分析软件NTAMS,利用塑性铰模型来模拟梁的屈曲形态,剪力墙结构则可以考虑采用与剪切屈服多弹簧模型的仿真框架来模拟,完成了静态和动态的高层建筑弹塑性分析。中国建筑科学研究院工程部研究的EPDA弹塑性动力响应分析软件,开发出利用纤维模型模拟钢和钢筋混凝土梁柱节点,剪力墙利用弹塑性壳单元来模拟,进行高层结构的静力和动力弹塑性计算。,这是全世界所罕见的。中华民族漫长的历史进程中,面对地震威胁,曾经有过很多出色的结构抗震实践。进入20世纪以后,随着近代科学的逐步引入,特别是新中建设,为我国抗震工程的发展提供了重要条件。这60年来,先后颁布了59、64、74/78、89、2001及2010等6版抗震设计规范,对减少地震损失,保障人民生命财产安全,起到了极大的推进作用。我国抗震规范的发展不断吸收国内外相关学科的最新进展,特别是“89版抗震规范”明确提出了3水准设防(小震不坏,中震可修,大震不倒),“2001办抗震规范”进一步吸纳了弹塑性静力推覆分析(Pushover),隔震、消能减震等抗震技术,“2010版抗震规范”,对于8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架、7~、高度大于150m的结构、甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构、采用隔震和消能减震设计的结构应进行弹塑性变形验算;对于7度三、四类场地和8度乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构、板柱-抗震墙和底部框架砌体房屋、高度不大于150m的高层钢结构、不规则的地下建筑结构及地下空间综合体宜进行弹塑性变形验算。《高层建筑混凝土结构技术规程》,对于B级高度的高层建筑结构和复杂高层建筑结构,如带转换层、加强层及错层、连体、多塔结构等,宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。所有这些都体现出了目前国际上得到极大关注的基于性能的抗震设计思想的部分关键内容。当然,不可否认,由于诸多原因,我国目前抗震工程实践还有着很多不足,这需要全体结构抗震工作者长期和艰苦的努力。随着计算机性能的不断提高,以及计算力学的发展,非线性分析的软硬件工具已经变得日益成熟。特别是纤维模型,分层壳模型等微观精细化模型实用化后,以目前的计算工具和手段,对于一般结构的弹塑性分析,已经完全可以满足工程的有关需求。但是由于各方面的原因,工程人员还不熟悉,或者不愿意采用弹塑性计算。尽管如此,结构的弹塑性分析已经是大势所趋,近年来发生过强地震的国家和地区,如