框架结构地震响应时程分析的计算模型
pkpm框架结构的抗震计算结果
pkpm框架结构的抗震计算结果PKPM框架结构的抗震计算结果随着建筑行业的发展和对建筑结构安全性要求的提高，抗震设计成为了建筑工程中至关重要的一环。
在抗震设计过程中，PKPM框架结构是常用的计算工具，它能够根据建筑的结构特点和地震作用，进行抗震性能评估和计算。
本文将介绍使用PKPM框架结构进行抗震计算的结果。
PKPM框架结构能够根据建筑的结构形式和地震区域的地震烈度参数，进行结构的抗震性能评估。
通过输入建筑的结构参数，如楼层高度、梁柱尺寸和材料强度等，PKPM框架结构可以计算出建筑结构的刚度、周期和基础剪力等参数。
这些参数对于评估建筑的抗震性能至关重要，可以帮助工程师判断建筑结构是否满足抗震设计要求。
PKPM框架结构能够进行地震动输入和结构响应计算。
在抗震设计中，地震动输入是重要的一步，它是根据地震烈度参数和地震波的特征进行计算的。
PKPM框架结构可以根据地震动输入参数，计算出结构的动力特性，如模态质量、频率和阻尼比等。
这些参数对于结构的抗震性能评估和设计具有重要意义。
在进行抗震计算时，PKPM框架结构还能够考虑结构的非线性效应。
在地震作用下，建筑结构会发生变形和应力集中，如果考虑结构的非线性效应，可以更准确地评估结构的抗震性能。
PKPM框架结构可以进行非线性时程分析，考虑结构的塑性铰形成和耗能能力。
这些分析结果可以帮助工程师判断结构的抗震性能和安全性。
PKPM框架结构的抗震计算结果还可以用于结构的优化设计。
在抗震设计中，工程师需要根据建筑的功能和使用要求，对结构进行合理的设计。
PKPM框架结构可以通过调整结构的参数，如柱截面积和墙体布置等，来优化结构的抗震性能。
通过不断地进行抗震计算和结构优化，可以使建筑结构的抗震性能达到最佳状态。
PKPM框架结构的抗震计算结果对于建筑工程的抗震设计具有重要意义。
它能够评估建筑结构的抗震性能，计算地震动输入和结构响应，考虑结构的非线性效应，并进行结构优化设计。
结构抗震 时程分析
3、结构分析模型 杆系模型
以杆件作为结构的基本单元，梁、柱、墙均 简化为以其轴线表示的杆件，将其质量堆积在节点 处或者采用考虑杆件质量分布单元质量矩阵。 优点：能明确各构件在每一时刻的受力与弹塑性状 态，由于放弃了楼面刚性假设，能更好地模拟楼面 大开洞、错层及风车型等复杂平、立面结构。 缺点：自由度数多，计算慢
kk1kk22
k2
k2
4、构件恢复力模型
阻尼矩阵
一般采用Rayleigh，并取 12 ： 0.05
[C] 0[M ] 1[K ]
0
4
( 1T1 2T2 )
T12 T22
1
T1T2 ( 2T1 1T2 ) (T12 T22 )
3、结构分析模型
平面应力元模型
用于分析剪力墙体系的力学模型
4、构件恢复力模型
曲线型恢复力模型 简化分段线性的折线型恢复力模型
折线型主要有：二线型、三线型、四线型（带 负刚度段）、退化二线型、退化三线型、指向原点 型和滑移型
杆单元：一般用退化三线型 剪力墙：一般用指向原点型
4、构件恢复力模型
确定恢复力骨架曲线的方法：
写成矩阵形式 {F}[K]G{u}
Wg'1 Wg'2 h1 h2
[K]G
Wg' 2 h2
0
Wg' 2 h2
Wg'2 Wg'3 h2 h3
Wg' n
hn
0
Wg' n hn
{ K * } [K ] [K ]G
例7. P2(t) P1(t)
m2
E1I
k 2 m1
E1I
k1
y2(t)
是 输出结果
多层框架抗震计算课程设计计算书
多层框架抗震计算课程设计计算书引言本文档为多层框架抗震计算课程设计的计算书，旨在通过计算分析多层建筑框架结构在发生地震时的抗震性能。
本文档将从结构设计、地震力计算、结构抗震性能评估等方面进行介绍，并提供相应的计算结果和分析。
结构设计结构类型选择在进行多层框架抗震计算之前，首先需要选择适合的结构类型。
常见的结构类型包括钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构等。
根据实际情况和设计要求，选择合适的结构类型。
结构参数确定确定结构参数是进行抗震计算的重要一步。
通过对结构的需求、荷载情况和材料性能等进行分析，确定合理的结构参数。
包括框架柱的截面尺寸、梁的截面尺寸、连接节点设计等。
结构模型建立在进行抗震计算之前，需要建立结构的有限元模型。
根据实际结构的几何形状和材料性能，使用相应的有限元软件进行模型建立。
同时，需要合理设置边界条件和加载方式。
地震力计算地震烈度确定根据地震区划和地震参数，确定地震烈度。
地震烈度是评估地震影响的指标，根据地震烈度可以计算出相应的地震作用。
地震作用计算根据地震烈度和结构的动力性能，使用地震反应谱法或时程分析法等方法，计算结构在地震作用下的响应。
计算中需要考虑结构的质量、刚度、阻尼等参数。
结构抗震性能评估响应谱分析通过响应谱分析，可以评估结构在地震作用下的最大位移、最大剪力、最大弯矩等参数。
根据这些参数可以评估结构的抗震能力，以及是否满足设计要求。
构件性能评估除了整体结构的抗震性能评估外，还需要对构件的抗震性能进行评估。
包括截面的抗剪、抗弯能力等。
通过计算和分析，评估构件的抗震能力。
结论根据计算结果和分析，可以得出多层框架结构在地震作用下的抗震性能。
根据评估结果，可以确定结构的合理性，以及是否满足设计要求。
通过本次课程设计，深入了解了多层框架抗震计算的理论和方法，为今后的实际工程提供了参考和指导。
以上是多层框架抗震计算课程设计计算书的主要内容，通过以上的计算和分析，可以评估多层框架结构的抗震性能，并确定设计的合理性。
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例地震反应分析是工程结构设计中非常重要的一项内容，ABAQUS是一款常用的有限元分析软件，可以用于进行地震反应分析。
下面将通过一个简单的实例来介绍ABAQUS中的时程分析法计算地震反应的方法。
假设我们要计算一个两层楼的简化结构在地震作用下的反应。
该结构由两根弹性细杆组成，分别代表两层楼板的水平支撑，两层楼板分别由质点模拟。
结构的初始状态为静力平衡，无任何位移和速度，没有外力作用。
我们将利用ABAQUS中的时程分析法来计算结构在地震作用下的运动。
1.组建模型首先，我们需要在ABAQUS中组建结构的有限元模型。
在ABAQUS中，我们可以使用CONNECTION命令来定义模型的节点和单元。
在本例中，我们定义了两个节点表示两层楼板的连接处，再使用ELEMENT命令定义两根弹性细杆，将两个节点连接起来。
这样就创建了一个简化的两层楼模型。
2.定义材料和截面属性在ABAQUS中，我们还需要定义模型的材料和截面属性。
在本例中，楼板部分可以使用线性弹性材料进行模拟，我们可以使用ELASTIC命令定义材料的弹性模量和泊松比。
而弹性细杆可以使用线性弹性的截面，我们可以使用SECTION命令定义截面的几何特性和材料特性。
3.定义边界条件为了模拟地震作用下的结构反应，我们需要定义结构的边界条件。
在本例中，我们希望模型底部节点固定，即节点的位移和旋转均为零。
我们可以使用BOUNDARY命令来定义节点的边界条件。
4.定义地震荷载在ABAQUS中，我们可以使用ACCELERATION命令来定义地震的加速度时程。
地震时程是描述地震波动过程的函数，通常由科学家通过实测数据进行获取。
在本例中，假设我们已经获取到地震波动的加速度时程，并将其转换为ABAQUS可用的格式。
5.设置时程分析参数在进行时程分析之前，我们还需要设置模型的时程分析参数。
在ABAQUS中，我们可以使用STEP命令设置分析的步数、步长和加载参数。
三层框架结构地震响应分析
三层框架结构地震响应分析李琳，陈刚（郑州经贸职业学院，河南郑州，450000；北京国华电力有限责任公司，北京，100025）摘要：利用简化的空间模型，讨论了结构在地震力作用下，利用谱分析方法计算分析由于地震而产生的结构地震效应。
本文在分析时，利用大型通用软件ANSYS 的结构模块自编程序计算，分别讨论了在只有自重的情况下此结构的变形，和在地震力作用下结构模型的变形的变化。
通过研究得到了一点有益的结果，为今后建筑的抗震提供参考。
关键词：框架结构；谱分析方法；地震响应Earthquake Response Analysis of the Three Portal Frame ConstructionLilin（Zhengzhou V ocational College of Economics and Trade，Henan，Zhengzhou，450000）Abstract：Using simple space model, Discussion structure seismic efficiency which produces as a result of the earthquake with the reciprocal spectrum analysis method computation under the function of the seismic force. This article use the structure module of the large-scale common software ANSYS from arranges the routine calculation, discussed separately, structural model distortion and reaction of support change under the function of the Gravitation merely and under the function of the seismic force.Obtained a point beneficial result through the research, will provide the reference for the next construction's earthquake resistance.Keywords：Portal frame construction; Reciprocal spectrum analysis method; Earthquake response框架结构是常见的结构形式，框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用比较方便。
结构抗震计算时程分析法的计算要点_孟宪建
结构抗震计算时程分析法的计算要点收稿日期:2007-01-23作者简介:孟宪建(1965-),女,工程师,太原大学建工系,山西太原 030009孟宪建摘 要:介绍了时程分析法的应用范围、应用方法和计算步骤,并对时程分析计算结果的处理方法进行了阐述,论述了利用计算机进行结构动力时程分析的设计方法,以保证地震作用下的结构安全。
关键词:时程分析法,结构抗震,层间位移,动力反应中图分类号:T U 352.11文献标识码:A结构抗震计算的主要方法是对多遇地震采用振型分解反应谱方法进行分析,这种方法仅是一种静力分析方法,它是将地震剪力等效为水平力作用在结构上,然后按照静力学的方法进行分析计算,这种计算方法同实际地震反应尚有一定的差距,计算精度不够,不一定能够保证地震作用下结构的安全。
时程分析法是一种动力分析法,它是将结构物视为一个弹性振动体,将地震时地面运动产生的位移、速度、加速度作用在结构物上,然后用动力学的方法研究它的振动情况。
显然,时程分析法比振型分解反应谱法能更准确地反映地震是结构物的反应。
1 时程分析法应用范围GB 50011-2001建筑抗震设计规范规定:/特别不规则的建筑、甲类建筑和以下所列高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算0。
采用时程分析法的房屋高度范围如下:1)8度,Ñ类,Ò类场地和7度:高度大于100m;2)8度,Ó类,Ô类场地:高度大于80m;3)9度:高度大于60m 。
特别不规则的建筑指的是:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。
如果采用新的结构形式或新的建筑材料,也应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
2 弹性动力时程分析法应用方法和计算步骤1)对结构进行常规的抗震验算(例如用振型分解反应谱方法),求得结构的内力和位移。
2)选用合适的数字化地震波(即地震地面运动加速度)。
浅谈框架结构在地震作用下抗震计算方法_陶凯尔
G － 结构等效总重力荷载； GG
（９） （１０）
Ｇ－ 结构总重力荷载，
G
G；
１．２．１ 底部剪力法适用条件
通过理论分析，对重量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过 ４０ｍ，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于 ４）的结构宜采用底部剪力法。
１．２．２ 底部剪力法计算公式
－ 等效重力荷载系数，《建筑抗震设计规范》规定
F
F
式（２１）代入式（２２），因为 V 1
( GH ) F
GH
GH GH
yG V max ，y
H ，则 V1
G
（２１） （２２）
直至振动终止整个过程的地震反应，包括位移、速度和加速度。
以单质点体系弹性体系的增量运动微分方程：
或
FEVk
G V max eq
（２３）
m x(t ) c x(t ) k x(t ) m x (t )
Fji j jXjiGi i 1, 2, n j 1, 2, m
（１）
j
XG
XG
（２）
式中：F － j 振型 i 质点的水平地震作用标准值；
－ 相应于 ｊ 振型自振周期的地震影响系数；
X － j 振型 i 质点的水平相对位移；
－ j 振型的参与系数
１．１．３ 框架结构作用效应
ÁÂÂ 《建筑抗震设计规范》中根据概率论方法，得出了结构地震作用效应
t
t
将式（２２）改写成 v （１６）
1F GH
（２４）
在时刻 ｔｉ的位移增量计算公式：
F(t ) x(t )
~
k
将式（２４）代入式（２０），因为 y H ，则有
（１７）
F
GH F
基于ANSYS的高层框架结构地震响应分析
基于ANS Y S的高层框架结构地震响应分析母恩喜,陈国平(西南科技大学,四川绵阳611002) 【摘 要】 运用大型通用有限元软件ANSYS,采用其自带的APD L语言进行三维框架结构建模,对一18层框架混凝土结构进行了抗震性能的计算分析,包括模态分析,时程分析,以及结构在地震作用下的变形和随地震波的内力响应情况等。
【关键词】 框架结构; ANSYS; APD L; 地震波; 地震响应; 时程分析 【中图分类号】 T U35211+2 【文献标识码】 A 目前框架结构仍然是最常见的结构形式,对其进行研究分析还有一定的现实意义。
现在广泛应用的专业结构设计软件,采用了过多的假定,计算结果往往误差偏大。
对于一些重要的建筑,可能会有严重的危害,这已经引起了设计人员广泛的关注,有些重要的建筑会要求用有限元软件进行计算分析。
ANSY S作为大型通用有限元软件,已经在很多领域广泛应用了,但对于结构设计的一线人员用得还不多。
本文就尝试用ANSYS对常见的高层框架混凝土结构进行分析。
1 工程概况 本文计算的为一框架-筒体结构,层高3m,总18层,结构总高度54m,其平面布置如图1,结构模型参数见表1。
图1 结构平面示意表1 结构模型参数构件截面尺寸(m)混凝土强度等级弹性模量E(MPa)框架柱111×111C403125×104外环梁014×016C403125×104内框架梁015×018C403125×104次梁013×015C403125×104筒体墙肢013C403125×104楼层面板012C303100×104外围墙体012C303100×1042 有限元建模及模态分析211 单元介绍梁柱选用BE AM188,墙、板选用SHE LL63。
BE A M188:该单元是建立在Ti m oshenk o梁分析理论基础上的,计入了剪切效应和大变形效应,故可以考虑剪切变形和翘曲,同时也支持大转动和大应变等非线性,而且可以直接显示梁截面上的应力和变形,适合于从细长到中等粗短的梁结构。
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框架结构地震响应时程分析的计算模型
摘要：在结构进行地震响应时程分析时，必须首先确定结构的计算模型，以便确立结构的层间刚度。
在地震作用下，结构计算模型是结构进行地震响应时分析的主体，由几何模型和物理模型两部分组成。
其中几何模型反映了结构计算模型的几何构成，物理模型反映了材料或构件的力学性能。
目前在工程上常用的计算模型主要有层间模型、杆系模型和杆系—层间模型。
本文针对这三种模型进行全面的分析，并对它们的优缺点展开论述。
1前言
在求解结构在地震作用下的运动方程时，必须要计算结构的刚度矩阵[k]，而要计算结构的刚度矩阵[k]，就得确定结构的计算模型。
因此，确定结构的计算模型是结构进行动力分析时必不可少的内容。
对于多层框架结构，目前应用最广泛的模型是层间模型、杆系模型和杆系—层间模型。
2 层间模型
层间模型是在假定建筑各层楼板在其自身平面内刚度无穷大，水平地震作用下同层各竖向位移相同，以及建筑结构刚度中心和质量中心相重合，水平地震作用下没有绕竖轴扭转发生的基础上建立起来的。
在这种模型中，将结构视为一根竖向杆，结构的质量集中于各楼层处，如图1（a）所示。
(a) (b) (c) (d)
图1 层间模型
（a）层间模型一般形式；（b）层间剪切模型；（c）层间弯曲模型；(d) 层间弯剪模型计算时，层间模型取各层为基本计算单元，采用层恢复力模型来表示地震作用过程中层刚度随层剪力的变化关系，而不考虑弹塑性阶段层刚度沿层高的变化。
其几何模型相当于串联质点模型，物理模型的重要参数是层间刚度及其非线性变化规律。
根据结构形式、构造特点以及结构侧向变形情况不同，层间模型又分为层间剪切模型、层间弯曲模型及层间弯剪模型，如图1（b）—（d）所示。
其中，层间弯曲模型主要用于结构侧向变形以弯曲为主的剪力墙结构中。
而在进行框架结构动力分析时，常用的层间模型是层间剪切模型和层间弯剪模型。
当框架横梁与柱的线刚度之比较大时，即“强梁弱住”型框架结构，在振动过程中各楼层始终保持水平，结构的变形表现为层间的错动，其侧向变形主要是层间剪切变形，那么应该采用层间剪切模型。
当框架梁对柱的约束相对较弱时，如一些高层框架，即“强柱弱梁”型结构，其侧向变形包含有层间弯曲和剪切两种成分，层间剪切模型已不能完全反映其变形特点，那么应该采用层间弯剪模型。
层间模型的优点在于自由度数较少，动力方程逐步积分所耗时也较少，但方法比较粗糙，计算精度较差，无法求出结构各杆件的时程反应，也不能确定结构各杆单元的内力和变形。
因此，在工程实践中，层间模型主要是用于确定结构的层间剪力和层间侧移，以校核结构在地震作用下层间剪力是否超过层间极限承载力和检验结构在地震作用下的薄弱层位置。
3 杆系模型
杆系模型是较为精确的计算模型，它是在假定楼板在其自身平面内为绝对刚性的基础上建立起来的。
这种模型将整个框架结构的梁柱构件离散为杆元，以结构的各杆件作为基本计算单元，将结构的质量集中于框架的各个节点，如图2所示。
(a) (c)
图2 杆系模型
（a）杆系模型一般形式；（b）单分量模型；（c）三段变刚度模型
计算时，杆系模型取结构的杆件为基本计算单元，采用杆件恢复力来表示地震作用过程中杆件刚度随内力的变化关系，杆系模型依需要还可以考虑弹塑性阶段杆件单元刚度沿杆件长的变化。
其几何模型由结构构件自然组成，物理模型以结构本身的力学性能构成。
根据建立单元刚度矩阵时是否考虑杆端塑性铰区段的长度，杆系模型常用的有单分量模型和三段变刚度模型，如图2（b）—（c）所示。
无论是单分量模型还是三段变刚度模型，都只考虑杆件的弯曲破坏。
既可以用于平面杆系分析，也可以用于空间杆系分析。
单分量模型将杆件塑性变形集中于杆端，在杆端各设置一等效弹簧以反映杆件的受弯弹塑性性能，杆件中部保持线弹性。
这种计算模型不考虑弹塑性阶段杆单元刚度沿长度变化，当然也就不考虑杆端塑性铰区段长度，这也是单分量模型的缺点。
三段变刚度模型将杆件塑性变形集中于杆件两端具有一定长度的区域，杆件中部区域仍然保持线弹性，将杆单元划分成三段刚度不同的等刚度区域，实现了弹塑性阶段杆单元沿杆件长度的变化。
显然，相对于单分量模型，三段变刚度模型更加能反映结构在地震作用下受力变形情况。
杆系模型克服了层间模型的缺点，它以每根杆件作为基本计算单元。
构件的连接既可以是刚性连接，也可以根据实际情况考虑弹性连接。
同时，可以求出在地震作用下结构各个杆件的内力和位移时程反应，可以确定地震过程中结构各杆件开裂并进入塑性阶段的过程及其对整个结构的影响，精确度较高。
但计算工作量太大，对于高层多跨框架，这种模型的应用常受到计算机容量的限制。
4杆系—层间模型
杆系—层间模型综合了杆系模型和层间模型的优点。
这种模型将结构质量集中于楼层处形成层间模型，按层间模型建立与求解运动方程，而利用杆件的恢复力模型，按杆系体系确定结构层刚度矩阵。
因此，杆系—层间模型不但可以确定结构在地震作用下的层间剪力与变形，而且可以反映结构在地震作用下各杆件内力和位移的时程反应。
精确度要比层间模型高，同时计算量又较杆系模型大为减少，是框架结构在地震作用下进行响应时程分析时的一种比较理想的计算模型
5 结语
确定结构的计算模型是框架结构进行地震响应时程分析时必不可少的内容。
设计人员应当熟悉各种计算模型的机理极其优缺点，根据结构形式及构造特点、实际工程需要、分析精度要求、计算机容量等情况，选择合理的计算模型。
作到既满足工程实际的要求，又减少计算工作量。