基于OpenSees的RC框架_核心筒超高层建筑抗震弹塑性分析
基于opensees的柱板式空心高墩抗震性能分析
图 ２ 墩身截面尺寸图( 单位:ｃｍ)
柱板式空心墩的板采用分层壳单元 [８] 模拟ꎬ
按构件实际情况沿厚度分层ꎬ并赋予对应的材料.
( ａ) 轴压比 ０.１( ＲＣ￣１)
２.２ 材料本构
混凝土本构采用基于 Ｋｅｎｔ￣ｓｃｏｔｔ￣Ｐａｒｋ 的 Ｃｏｎ￣
ｃｒｅｔｅ０１ 模型ꎬＣｏｎｃｒｅｔｅ０１ 模型受压的骨架曲线可按
３ 抗震性能分析
通过 ＯｐｅｎＳｅｅｓ 分别对 ２ 种不同桥墩进行模拟
分析ꎬ从滞回曲线和骨架曲线分析 ２ 种桥墩的抗震
性能ꎬ对比研究 ２ 种截面型空心高墩抗震性能的差
异性.
３.１ 滞回曲线
由于篇幅原因只列出轴压比为 ０. １ 和 ０. ４ 时
( ｄ) 轴压比 ０.４( ＲＣ￣２)
图 ３ 不同轴压比下 ２ 墩的滞回曲线
中图分类号:Ｕ４４３.２２
文献标志码:Ａ
随着我国交通事业的迅猛发展ꎬ线路跨越高山
峡谷及河流大多数采用高墩大跨度桥梁结构.目前
国内修建的高墩大跨度桥梁ꎬ桥墩多采用空心墩.
构ꎬ主桥的跨度为( ６５ ＋ ２ × １２０ ＋ ６５) ｍꎬ下部结构是
薄壁式矩形空心墩ꎬ主桥的桥型布置如图 １ 所示.
空心墩能很好的解决高墩基础的设计及其抗震性
能和桥梁刚度的要求等问题 [１] . 但因其受力较大ꎬ
且受刚度条件的制约ꎬ导致设计截面尺寸往往较
大ꎬ且箍筋的约束效果减弱ꎬ不能有效发挥桥墩的
延性性能. 为了保证高墩结构拥有良好的抗震性
能ꎬ高墩结构应不只具有一定的强度ꎬ还应具有一
定的变形能力和延性 [２] . 美国 Ｃａｌｔｒａｎｓ 提出了一种
图 １ 桥型布置图( 单位:ｍ)
第 ２７ 卷 第 ２ 期
基于OpenSees的自复位中心支撑钢框架结构抗震性能分析研究
基于OpenSees的自复位中心支撑钢框架结构抗震性能分析研究框架结构由梁柱连接而成,自重较轻,整体性较好,广泛应用于现代民用建筑和工业建筑。
对于钢框架结构来说,支撑框架是常用的结构形式,而传统支撑钢框架在地震作用下通常会产生较大残余变形,在支撑屈服与框架结构破坏之前刚度较大,屈服以后刚度下降明显,变形能力较差。
针对传统中心支撑钢框架结构的这些缺点,自复位中心支撑钢框架(SC-CBF)成为近年来发展研究的热点,该体系主要通过在传统结构中采用特殊耗能构件、增加预应力筋、增设阻尼器或者对柱脚与节点进行放松等方式使之成为具有自复位能力的结构,通过这些方式可以有效减小结构在地震中产生的残余变形,增加结构的侧移能力,提高结构的抗震性能,使结构具有更高的安全性。
本文以此为背景,研究了自复位中心支撑钢框架结构的抗震性能,主要研究内容如下:(1)运用OpenSees有限元分析软件进行推覆分析,识别了框架柱消压、预应力筋屈服等四个极限状态,并研究了各极限状态下SC-CBF结构的力学行为特征;(2)依据国内外相关抗震理论与研究,探讨了自复位中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设计方法,采用该方法设计了一幢SC-CBF结构并对其进行了抗震性能分析;(3)利用OpenSees对SC-CBF结构进行了静力弹塑性分析、低周往复加载分析以及动力时程分析,评估了该设计结构的抗震性能;(4)通过分析不同参数、不同构型的SC-CBF结构,研究了不同GAP单元刚度、不同预应力筋截面面积以及不同预应力筋布置位置对框架结构抗震性能的影响规律。
研究分析结果表明,与传统中心支撑钢框架相比,自复位中心支撑钢框架结构具有良好的复位能力,震后几乎没有残余变形,基底剪力响应也比传统支撑钢框架小,表现出更好的抗震性能;在进行参数变化时要根据结构整体受力机理进行设计;构型的不同对结构的侧移能力、复位效果影响较大。
基于显式算法的rc框架结构抗地震倒塌能力分析
苦难名言名句大全_挫折与痛苦的经典名人名言饱尝生活的艰苦，不一定成为生活的强者;而要想成为生活的强者，就必须饱尝生活的艰苦。
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苦难名言名句【热门篇】1. 逆境诚然可贵，然而过分地崇尚逆境，甚至认为非逆境不能造就完美的人，这也是一种偏见。
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——莎士比亚3. 没有坎坷的人生乃平淡之人生。
——英国4. 困难是培养伟大心志的保姆，唯有这个冷酷的保姆才会不停地推着摇篮，培养一个勇敢、刚健的孩子。
——布赖恩特5. 并非每一个灾难都是祸;早临的逆境常是福。
经过克服的困难，不但给了我教训，并且对我们未来的奋斗有所激励。
——巴夫6. 没有哪一个聪明人会否定痛苦与忧愁的锻炼价值。
——赫胥黎7. 火，只能把铁炼成钢，却无法把铁烧为灰烬。
——刘白羽8. 患难困苦，是磨炼人格之最高学校。
——梁启超9. 人们最出色的工作往往在处于逆境的情况下做出。
思想上的压力，甚至肉体上的痛苦都可能成为精神上的兴奋剂。
-----贝费里奇10. 人要是惧怕痛苦，惧怕种种疾病，惧怕不测的事件，惧怕生命的危险和死亡，他就会什么也不能忍受的。
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——英国谚语2. 受苦是考验，是磨炼，是咬紧牙关挖掉自己心灵上的污点。
——巴金3. 逆境有一种科学价值。
一个好的学者是不会放弃这种机会来学习的。
——爱默生4. 困难和折磨对于人来说，是一把打向坯料的锤，打掉的应是脆弱的铁屑，锻成的将是锋利的钢。
——契诃夫5. 苦难对于天才是一块垫脚石……对于能干的人是一笔财富，对弱者是一个万丈深渊。
——巴尔扎克6. 磨难，对于弱者是走向死亡的坟墓，而对于强者则是生发壮志的泥土。
——卢梭7. 人生的小小不幸，可以帮助我们渡过重大的不幸。
——伊森伯格8. 伟大的心胸，应该表现出这样的气概----用笑脸来迎接悲惨的厄运，用百倍的勇气来应付开始的不幸。
基于OpenSees的中心支撑钢框架结构静力弹塑性分析
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｃｉｎｇｓ，ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｆｒａｍｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｃｉｎｇｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ａｔ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｔｏｒｙ： ｔｈｅ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｔｙｐｅ ｏｆ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｆ ｉｂｅｒ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ａｎｄ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｓｉｚｅ ｏｆ ｍｅｍｂｅｒｓ ｗｏｕｌｄ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ Ｐｕｓｈｏｖｅｒ ｃｕｒｖｅｓ ｔｏ ｓｏｍｅ ｄｅｇｒｅｅ；ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍ ｅ，ｗｉｔｈ ｆｕｌｌ ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ ｃｕｒｖｅ，ｈａｄ ａ ｇｏｏｄ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ． Ｋ ＥＹ Ｗ Ｏ ＲＤ Ｓ：ｃｏｎｃｅｎｔｒ ｉｃａｌｌｙ ｂｒａｃｅｄ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ； Ｐｕｓｈｏｖｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｅｉｓｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ；ＯｐｅｎＳｅｅｓ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒ ｉｃａｌｌｙ ｂｒａｃｅｄ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（ＣＢＳＦＳ），ｉｎ ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｅｒ ｆｏｒｍｅｄ ｆｏｒ ａ ｔｗｅｌｖｅ—ｓｔｏｒｙ ＣＢＳＦＳ ｂｙ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ＯｐｅｎＳｅｅｓ ａｎｄ ＳＡＰ ２０００．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｐｕｓｈｏｖｅｒ ａｎｄ ｑｕａｓｉ—ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＢＳＦＳ，ｔｈｅ ｄａｍ ａｇｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｃｉｎｇｓ ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ ｕｎｄｅｒ ｑｕａｓｉ．ｓｔａｔｉｃ ｌｏａｄ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ： ｍ ｅａｎｗｈｉｌｅ． ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｅｅ ｏｆ ｅｌｅｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｉｚｅ ｆ ｏｒ ｍｅｍｂｅｒｓ ｉｎ ＯｐｅｎＳｅｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｓｈｅａｒ－ｔｏｐ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：
基于OpenSees的多层悬挂楼盖结构地震响应分析
基于OpenSees的多层悬挂楼盖结构地震响应分析基于OpenSees的多层悬挂楼盖结构地震响应分析悬挂楼盖结构是指支承结构直接连接到悬挂楼盖上的一种建筑结构体系。
其特点是剪力墙和楼板的不连续性，从而实现了结构的自由变形。
随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多地使用悬挂楼盖结构，这使得对该结构进行地震响应分析的研究变得尤为重要。
本文将介绍基于OpenSees软件进行的多层悬挂楼盖结构地震响应分析的方法与结果。
悬挂楼盖结构在地震中的响应主要包括位移、剪力和弯矩等，因此需要对结构进行模型建立和地震动输入等工作。
首先，需要通过CAD软件绘制出结构模型，并导入OpenSees软件中进行网格划分。
其次，根据楼层间的连接方式选择适当的连接单元，常用的有剪力连接单元和弹性连接单元。
然后，通过定义材料性能参数、截面形状参数和连接属性等进行模型参数设置。
最后，通过定义地震荷载输入进行地震动分析。
在地震分析中，地震动是模型的重要输入参数。
通常使用地震动记录作为输入，根据规范选取适当的地震记录进行分析。
在OpenSees中，可以通过定义地震动时间历程或地震动反应谱的方式进行地震动输入。
然后，通过使用OpenSees中提供的地震模拟算法，可以计算结构的地震响应。
通过进行多层悬挂楼盖结构地震响应分析，可以得到结构的位移、剪力和弯矩等重要参数。
这些参数对于结构的设计和评估具有重要的指导意义。
例如，可以根据位移响应来判断结构的安全性和稳定性；剪力和弯矩参数可以用来评估结构的性能等级。
此外，通过地震响应分析，还可以对结构的动力特性进行研究，从而指导结构的设计和改进。
然而，需要注意的是，地震响应分析只是对结构在地震作用下的响应进行数值模拟，并不能完全代表实际情况。
因此，在实际设计和施工过程中，还需要结合实际情况进行合理的参数设置和准确的数据采集，以确保结构的安全性和可靠性。
总之，基于OpenSees的多层悬挂楼盖结构地震响应分析是一种有效的手段，可以对结构的地震响应进行全面评估。
基于OpenSees的芳纶纤维加固RC柱抗震性能研究
基于OpenSees的芳纶纤维加固RC柱抗震性能研究芳纶纤维布由于良好的抗疲劳、抗弯折性和相对较低的价格使其在土木工程加固应用中有广阔的前景。
本文采用OpenSees软件对芳纶纤维加固钢筋混凝土柱子进行低周反复加载模拟分析，并通过与未加固试件之间的比较分析了不同加固层数对试件的抗震性能的影响。
研究结果表明：芳纶纤维加固墩柱能明显提高墩柱的抗震性能，但是抗震性能的提高程度与加固层数并不总是成正比关系。
标签：OpenSees;芳纶纤维;加固;抗震;墩柱国内外早期建造的混凝土桥梁大都按照旧的桥梁规范进行设计和建造，因而存在不少问题，如桥墩配置的横向钢筋不足或竖向间距过大，纵向钢筋在潜在塑性铰范围内的细部构造不良因而无法满足抗震要求等。
为增加服役桥梁结构的抗震性能，现有的抗震加固做法通常是在桥墩预期出现塑性铰的关键部位增加横向约束以提高其抗弯延性和抗剪强度，从而最终达到提高桥梁结构整体延性能力的目标。
其中，外贴纤维增强复合材料（FRP）加固方法由于具有施工工期短、耐久性好且易于施工等优点，日益受到研究人员青睐[1]。
目前用于桥梁加固的FRP 材料主要有：碳纤维（CFRP）、芳纶纤维（AFRP）、玻璃纤维（GFRP）和玄武岩纤维（BFRP），而其中又以碳纤维（CFRP）在工程应用中最为常见。
碳纤维布虽然具有较高的抗拉强度和耐化学性[2]，但其抗剪强度低、抗冲击强度差、脆性大且不宜弯折施工，因此在实际工程应用中有一定的限制性。
而芳纶纤维由于具有较高的抗拉、抗剪、抗冲击强度和抗疲劳性能，柔软不易弯折且价格便宜[3]，因而在桥梁和房屋结构加固领域中有着碳纤维不可替代的应用前景[4]。
截至目前，针对AFRP加固的研究主要集中在AFRP梁板加固研究领域，专门针对墩柱开展AFRP加固研究则十分少见[4-6]。
而历次地震震害表明：在桥梁结构的所有构件中，墩柱是最重要也是最容易损坏的构件，因此开展这方面的抗震加固研究具有重要的实际工程意义和良好的研究背景。
基于OpenSees的高强钢筋混凝土柱抗震性能数值模拟
基于OpenSees的高强钢筋混凝土柱抗震性能数值模拟摘要：基于OpenSees平台，采用梁柱纤维单元建立了钢筋混凝土单柱的纤维模型，对循环荷载下的配置HRB500纵筋和箍筋的混凝土单柱非线性滞回反应进行了数值模拟。
通过对模拟结果和试验结果的对比分析，验证了OpenSees平台对于配置高强钢筋混凝土柱的抗震性能模拟的可行性和精确性。
关键词：OpenSees;高强钢筋混凝土柱；纤维模型；数值模拟；抗震性能0 引言我国目前的用钢水平远低于国际先进水平，根据混凝土结构的发展趋势，推广应用高强钢筋将促进我国结构用钢水平的提高，在建筑结构中推广应用HRB500钢筋，具有巨大的经济效益和社会效益。
2010年《混凝土结构设计规范》正式将HRB500级钢筋纳入主力钢筋并用于混凝土梁、柱和剪力墙的设计。
目前，高强钢筋用于混凝土柱的试验和理论研究比较缺乏，在500Mpa级纵筋抗压强度、高强约束箍筋抗拉强度和高强钢筋对柱的位移延性的影响等问题上存在争议，有必要进行进一步的试验研究和理论分析，为高强钢筋的推广和应用提供科研依据。
笔者基于OpenSees开放程序平台采用基于有限单元刚度理论的DBBC纤维单元建立了钢筋混凝土单柱的纤维模型，采用与试验相同的加载方式，模拟了同济大学所做的4根配置HRB500纵筋和箍筋的混凝土柱的低周反复加载试验，并对柱的滞回曲线和骨架曲线进行了对比分析，验证了此种模型的正确性和可靠性。
1 钢筋混凝土柱纤维模型纤维模型将杆件截面划分为多个纤维，每个纤维均为单轴受力，不同的纤维可以赋予不同的材料本构。
纤维模型假定构件截面在变形中始终保持为平面，因此只要知道构件截面的弯曲和轴向应变就可以得到截面每一根纤维的应变，从而得到截面的刚度。
本文选用DBBC（Displacement—Based Beam Column）单元，该单元是一种分布塑性单元，该单元允许刚度沿杆长变化，首先通过结点位移得到相应的单元杆端位移，然后根据位移插值型函数求得截面的变形，再根据截面的恢复力关系得到相应截面抗力与截面切线刚度矩阵，最后按照Gauss—Legendre积分方法沿杆长积分计算出整个单元的抗力与切线刚度矩阵。
基于OpenSees的高层建筑弹塑性分析平台开发及技术研究
Vol. 35, No. 1Feb. 2019第35卷第1期2019年2月结构工程师Structured Engineers基于OpenSees 的高层建筑弹塑性分析平台开发及技术研究尤涛季静心韩小雷▽（1.华南理工大学高层建筑结构研究所，广东广州510640；2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州510640）摘 要 针对0penSees 建模困难，无可视化界面，难以用于大尺度结构整体分析的问题，使用.NET 框 架开发了面向高层建筑结构进行弹塑性分析的前后处理平台，能够快速建模，并具有完善的可视化后处理 嵌入了非线性分层壳单元以模拟高层建筑中的剪力墙单元，并通过一 12层框架-剪力墙算例验证 了该平台下（）penSees 对带剪力墙高层结构进行整体弹塑性分析的可靠性和可行性 对三个采用不同分层壳单元划分方案的模型进行分析对比，结果表明壳单元尺寸取为500 mm 时能够同时保证精度和计算效率关键词 高层建筑结构，弹塑性分析，分层壳，剪力墙Development and Study of An OpenSees Based Platform forNonlinear Analysis of Tall Building StructuresYOU Tao 1* JI Jing 1'2 HAN Xiaolei 12（1. Pall Building Structure Research Institute ,South China University of Technology , Guangzhou 5 10640 , China ；2. Stale Key lxibonitory of Subtropical Architecture Science .South China University of Technology , Guangzhou 510640, China ）Abstract Due to the lack of a graphical interface and the complexity in modeling , OpenSees is rarely used inintegral analysis of a large-scale structure. In this paper, a pre-and-post processing platform for nonlinear analysis of tall building structures is developed under the . Net framework . This platform can be used to fast prototype and it has a complete post-processing modules with graphical interface. In this platform , a nonlinear layered shell element is transplanted to simulate shear walls in tall building. With the numerical example of a 12-storey framewall structure, it can be proved that the nonlinear analysis of tall building with shear walls using OpenSees is reliable and feasible. Three models with d i ff e re nt division of layered shell eleme n ls areanalyzed , tind result shows that accuracy and computational efficiency can be balanced when the size of shellelement is taken as 500 mm.Keywords tall building structure, nonlinear analysis , layered shell , shear wall析已经成为结构工程师评估结构抗震性能的主要0 弓| 言方法，PERFORMED,Midas Building, ABAQUS,LS-DYNA 等有限元分析软件也已广泛应用于实际工近年来，随着计算机硬件的不断发展和分析 程中。
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analyses are conducted by using commercial software, which limits the further in-depth research on relevant topics. In this work, a new shear wall model and a concrete constitutive model are developed based on the open source finite element code, OpenSees, by which the elasto-plastic seismic analyses of super tall RC frame-core tube structures can be performed. A series of shear walls and a 141.8m frame-core tube building are simulated. By comparison with the experimental results and the analytical results by using MSC.Marc, the rationality and reliability of the proposed element and analysis method are validated, which will provide an effective tool for further research of the seismic behavior of tall buildings based on OpenSees. Key words: frame-core tube; elasto-plastic analysis; OpenSees; multi-layer element; super tall structure (Open System for Earthquake Engineering Simulation)作为一款开源的有限元软件已经逐渐得 到广大研究人员的关注，依靠其强大的非线性数值 模拟功能、丰富的材料库与单元库、多种高效的算
ELASTO-PLASTIC ANALYSIS FOR SUPER TALL RC FRAME-CORE TUBE STRUCTURES BASED ON OPENSEES
XIE Lin-lin1 , HUANG Yu-li2 , LU Xin-zheng1 , LIN Kai-qi1 , YE Lie-ping1
模型[13]。分层壳模型中部墙体内配置的分布纵筋和 箍筋采用弥散钢筋层模拟，边缘约束构件内纵筋采 用离散钢筋桁架单元模拟，通过与壳单元共节点实 现两者的变形协调共同工作；剪力墙构件单元划分 如图 3 所示，边缘约束构件区域的壳单元水平方向 不划分，中部墙板水平方向划分为 2 段，构件竖向 划分时基本保证壳单元的高宽比为 1，壳单元沿厚 度方向均划分为 10 层，为了进一步验证分层壳在
需要开发合适的混凝土二维本构模型。由于高层建 筑地震灾变分析中混凝土受力非常复杂，合适的二 维混凝土本构模型仍然是当前土木工程领域研究 的热点问题。本研究提出采用基于损伤力学和弥散 裂缝模型来模拟分层壳单元中混凝土的二维受力 行为。 该模型具有形式简单、 计算稳定性好等优点， 适合作为基本模型集成在开源程序中供研究人员 进一步发展和完善。 混凝土的二维本构模型的基本方程可以表示 为：
壳单元沿厚度方向划分成若干层，各层可根据构件 的实际尺寸和配筋情况赋予相应的材料( 钢筋和混 凝土)和厚度，如图 1(a)所示。计算时首先获得壳单 元中心层的应变和曲率，根据平截面假定计算得到 其他各层的应变，进而由各层的材料本构模型得到 各层积分点上的应力，最终通过数值积分得到壳单 元的内力。分层壳单元考虑了面内弯曲、面内剪切 和面外弯曲之间的耦合，能较全面地反映钢筋混凝 土壳体构件的空间力学性能。对于剪力墙内的分布 钢筋，分层壳单元将纵向和横向钢筋网离散为正交 的钢筋层分布在墙体相应的物理位置，如图 1(b) 所示。
工
程
力
学
65
法、开放的程序构架及持续集成最新研究成果的先 进理念，逐渐发展成为地震工程领域最具影响力的 开放科研平台之一。但是目前 OpenSees 主要用于 构件和较小规模的框架结构抗震性能的研究[3
― 4]
析，进一步促进国际间超高层建筑结构抗震性能的 研究提供开源共享弹塑性分析平台。
，
1
1.1
(1. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Arup, San Francisco, CA 94105, United States)
Abstract:
Elasto-plastic analysis has been widely applied in the design of tall buildings. However, most
z ( w)
y (v ) x (u )
(a) 分层壳单元 图 1 分层壳单元示意图 Fig.1 Multi-layer shell element
(b) 钢筋层分布示意图
1.2
多维材料本构模型 在分层壳单元中，混凝土处于二维受力状态，
、 c 分别为主应力坐标系下混凝土的应 式中： c
― 11]
计算剪力墙平面外受弯性能的可靠性，工字形和 T 形剪力墙的翼缘部分和腹板部分均采用分层壳单 元模拟，分层壳模型计算所得的承载力与试验结果 的对比如表 1 所示[14]，可见承载力的计算结果与试 验结果吻合很好。
文献中大量剪力墙结构算例 [8
分别采用纤维梁 模型和分层壳模型进行了分析，其中纤维梁模型沿 剪力墙全长划分为 5 个单元，每个单元沿着长度方 向设置 5 个积分点[12]， 约束混凝土本构采用 Mander
(1. 清华大学土木工程系，北京 100084；2. Arup, San Francisco, CA 94105, United States)
摘 要：近年来我国高层建筑结构抗震弹塑性分析得到广泛应用。但现有的分析多基于商用软件，限制了相关研 究的深入发展。该文在通用开源有限元程序 OpenSees 的基础上，通过开发合理的剪力墙构件模型和混凝土本构 模型，实现了 RC 框架-核心筒超高层结构的抗震弹塑性分析，并以一系列剪力墙和一栋 141.8m 高框架-核心筒超 高层为例，通过与试验结果和通用有限元程序 MSC.Marc 计算结果的对比，验证了该文提出的单元和计算方法 的合理性和可靠性，可为进一步开展基于开源有限元程序 OpenSees 的超高层建筑结构地震灾变行为研究提供 参考。 关键词：框架核心筒；弹塑性分析；OpenSees；分层壳单元；超高层结构 中图分类号：TU352.1 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.07.0591
c
1 D1
De c 1 D2
(1)
66
uniaxialMaterial uniaxialMaterial Steel01/Steel02/… Steel01/Steel02/ (单轴钢筋材料)…
工
程
力
学
钢筋层角度 钢筋层角度
nDMaterial PlaneStressUserMaterial (平面应力多维材料)
近年来世界范围内地震频发，使得高层和超高 层建筑结构的抗震性能研究成为一个热点问题。大 量研究表明，数值模拟已经成为研究高层和超高层 结构抗震性能的一个有效手段[1
———————————————
收稿日期：2013-07-08；修改日期：2013-07-26
―2]
，其中 OpenSees
基金项目：国家自然科学基金项目(51222804，51261120377)；霍英东教育基金项目(131071) 通讯作者：陆新征(1978―)，男，安徽芜湖人，教授，博士，主要从事结构非线性仿真研究(E-mail: luxz@). 作者简介：解琳琳(1986―)，男，江苏南通人，博士生，主要从事高层结构抗震研究(E-mail: anbloody@)； 黄羽立(1980―)，男，广东广州人，博士，主要从事结构工程研究(E-mail: yuli.huang@)； 林楷奇(1990―)，男，福建福州人，博士生，主要从事高层结构抗震研究 (E-mail: lkq00@)； 叶列平(1960―)，男，江苏扬州人，教授，博士，主要从事混凝土结构、地震工程研究 (E-mail: ylp@).
各层绝对厚度 各层绝对厚度
section LayeredShell section LayeredShell (分层壳截面)
分层壳单元 分层壳单元
图 2 分层壳模型构架 Fig.2 Framework of multi-layer shell element
2
剪力墙算例
为验证所建立的分层壳单元的合理性，作者对
第 31 卷第 1 期 2014 年 1 月
Vol.31 No.1 Jan. 2014工 Nhomakorabea程
力
学 64
ENGINEERING MECHANICS
文章编号：1000-4750(2014)01-0064-08
基于 OpenSees 的 RC 框架-核心筒超高层建筑 抗震弹塑性分析
解琳琳 1，黄羽立 2，陆新征 1，林楷奇 1，叶列平 1
Table 1 图 3 分层壳模拟剪力墙单元划分示意图 Fig.3 Discretization of the shear wall elements
表 1 剪力墙算例试验与模拟结果对比 Comparison between experimental results and simulated results of shear walls