常用三維結(jié)構(gòu)彈塑性分析軟件的應(yīng)用與比較.pdf

1、地震高發(fā)區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)有可能遭遇地震,當(dāng)?shù)卣疠^強(qiáng)烈時(shí),結(jié)構(gòu)會進(jìn)入彈塑性階段。目前抗震設(shè)計(jì)對大部分結(jié)構(gòu)而言,僅進(jìn)行小震下的彈性反應(yīng)分析,中震依靠構(gòu)造措施保證,對于重要結(jié)構(gòu)則進(jìn)行大震彈塑性分析。彈性地震反應(yīng)分析已經(jīng)發(fā)展的比較成熟,在模型簡化合理的前提下,能夠可靠的模擬任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的彈性反應(yīng)。當(dāng)前抗震工程研究的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的三維彈塑性地震反應(yīng)分析,大量科研人員和工程師都對此進(jìn)行了深入的研究,并發(fā)展了各種三維彈塑性分析軟件。但是由于

2、三維彈塑性地震反應(yīng)分析本身較為復(fù)雜,再加上各種三維彈塑性分析軟件計(jì)算模型理論不盡相同,導(dǎo)致需做大震分析的工程師或剛進(jìn)入此領(lǐng)域的科研人員往往無從下手。
　　 本文以基于構(gòu)件模型-截面模型-纖維模型為主線,以剛度法和柔度法,集中塑性鉸模型和分布塑性模型為分支,并以常用有限元軟件SAP2000、PERFORM-3D、OpenSees、Canny、Abaqus等為例,系統(tǒng)全面地講解了三維框架結(jié)構(gòu)彈塑性地震分析的理論知識。由于彈塑性數(shù)值計(jì)

3、算本質(zhì)上是近似計(jì)算,因此就產(chǎn)生了一些數(shù)值問題影響計(jì)算結(jié)果的精度。本文通過OpenSees有限元軟件對單元積分段以及截面上纖維的合理劃分進(jìn)行了研究,使計(jì)算工作量減少而又不影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)分別給出單元積分段以及截面上纖維劃分的合理建議,以指導(dǎo)實(shí)際工程應(yīng)用。應(yīng)用上述基于纖維模型原理分別用SAP2000、Perform-3D、Canny、OpenSees,對一棟12層框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行時(shí)程非線性分析并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分