三向地震波的合理选取和人工定义
时程分析的应用
时程分析的应用来庆杰【摘要】时程分析法是模拟实际地震作用的方法，是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。
时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。
弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法，是结构设计的一种辅助计算方法；弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法，是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。
通过时程分析，可以了解各种地震作用下结构的振动特性，判断结构薄弱部位，控制结构破坏模式。
在工程设计中时程分析有实际意义，结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。
【期刊名称】《建筑设计管理》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P60-63)【关键词】弹性动力时程分析法;弹塑性动力时程分析法;最大位移;底部剪力【作者】来庆杰【作者单位】山西太钢工程技术有限公司，太原 030000【正文语种】中文【中图分类】TU312.+10 引言地震作用的计算方法有底部剪力法、振型分解反应谱法、简化的弹塑性分析方法和时程分析法。
规范以振型分解反应谱法为计算地震作用的基本方法，时程分析法是补充计算方法，适用于特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑以及有性能化设计要求的建筑结构的地震作用计算分析。
时程分析法是模拟实际地震作用的方法，是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。
时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。
弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法，是结构设计的一种辅助计算方法；弹塑性动力时程分析法考虑了结构的弹塑性性能的计算方法，是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。
1 弹性动力时程分析法1.1 应用范围和解决的问题根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第5.1.2条，对于特别不规则的建筑、甲类建筑和超过一定范围(8度I、II类场地和7度高度大于100 m；8度III、IV类场地高度大于80 m；9度大于60 m)的高层建筑，要求在多遇地震下，采用时程分析法进行补充计算。
三维地震资料解读
第一章概述（原理及方法）第二章三维地震勘探数据采集第三章三维地震勘探数据处理第四章三维地震勘探资料解释物探知识回顾1、应用地球物理、勘察地球物理、地球物理勘探简称物探2、地球物理学：研究地球内外，包含地核、地幔、地壳以及水圈、大气圈及其空间的物理场和物理现象，如地磁、重力、地震、放射性、地电、地球热学、气象等。
广义地球物理学：大气圈地球物理学、水圈地球物理学、固体地球物理学又称狭义地球物理学3、物探含义：用物理方法来勘探地壳上层岩石的构造与寻找有用矿产的一门学科。
它是根据地下岩层在物理性质上（密度、磁性、电性、弹性、放射性等）的差异，通过物理学原理，借用一定的装置和专门的物探仪器测量因岩石物理性质的差异引起的物理场（如电场、重力场、磁场）变化规律及分布状况，通过分析和研究物理场的变化规律，结合有关地质资料推断出地下一定深度范围内地质体的分布规律，为地质勘探、工程勘察、环境调查及地下资源分布规律的研究提供依据。
地球物理勘探是物理学、数学、现代计算机科学和地学结合的边缘科学和最有活力的生长点。
它不同于传统的找矿方式，即通过古生物、岩石矿物性质等确定矿藏。
4、几种重要物探方法重力勘探重力勘探是以地壳中岩矿石等介质密度差异为基础，通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造、寻找矿产、解决工程环境问题的一种物探方法。
它主要用于探查含油气远景区的地质构造、研究深部构造和区域地质构造，与其他物探方法配合，也可以寻找金属矿，近年来重力勘探在城市工程、环境方面也有应用。
磁法勘探磁法勘探是以地壳中岩矿石等介质磁性差异为基础，通过观测与研究天然磁场及人工磁场的变化规律以查明地质构造、寻找矿产的一种物探方法。
它主要用于各种比例尺的地质填图、研究区域地质构造、寻找磁铁矿、勘查含油气构造、预测成矿远景区以及寻找含磁性矿物的各种金属非金属矿床，近年来磁法勘探在城市工程、环境方面主要用于开发区、核电站、大坝选址，寻找沉船、炸弹等金属遗弃物与地下管道，考古等方面。
广厦通用计算GSSAP新标准计算模型合理选取
广厦通用计算GSSAP新标准计算模型合理选取————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：广厦通用计算GSSAP新规范计算模型的合理选取一个结构CAD包括3部分：前后处理、计算和基础CAD。
如下介绍前处理中的结构模型和一天学会广厦结构CAD。
1前处理中的结构模型如下高度概括我们天天面对的结构模型。
一个结构模型包括2部分：总的信息和构件信息，总的信息包括总体信息和各层信息，构件信息包括墙柱梁板的位置和属性，属性包括设计属性、截面材料属性和荷载属性。
1.1GSSAP总体信息1)地下室有3个参数控制地下室层数控制地下室无风，嵌固层最大结构层号控制地下室嵌固，有侧约束地下室层数控制地下室弹性约束。
1下上层刚度比≥2，可设为嵌固层，否则设为有侧约束层；2其它计算如SATWE少了一个参数：有侧约束层，所以首层柱根判定有错；如下结构1为地梁和防水板，考虑土的摩擦作用1层有侧约束，错误判定结构1层为首层。
3嵌固层的梁不应自动放大1.3倍，下柱不应小于地上1.1倍，加上梁的贡献，一般情况下已经满足下柱加梁的承载力大于上柱1.3倍的要求；4如下嵌固在0层(基础层) ，结构1和2层有侧土约束，结构3层为首层。
5如下结构1为地梁和防水板，考虑土的摩擦作用1层有侧约束，结构2层为首层。
2)裙房层数1要准确输入裙房层数，包括地下室部分的层数；2影响裙房上塔楼层风荷载的自动计算；3影响裙房上塔楼结果的输出，如刚重比、周期比等。
3)薄弱的结构层号1除层间抗侧力结构的承载力比值外，其它自动判定的薄弱层都自动处理相应的放大系数，不需在这人工指定；2多层自动放大1.15，高层自动放大1.25。
4)加强层所在的结构层号1加强层是刚度和承载力加强的层，与墙的加强部位层是两个不同概念的层；2加强层及相邻层核心筒可在墙设计属性中人工设置约束边缘构件。
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨摘要：本文根据珠海市某超限高层弹性动力时程分析结果，探讨了选波方法。
研究表明，采用小样本容量的地震波输入时，天然波输入数量的增加可以降低地震波的总体离散性，按规范推荐的比例输入三向地震波加速度是合理的。
关键词：结构设计；弹性动力时程分析；地震波Abstract: in this paper, according to the Zhuhai city high-rise overrun elastic dynamic time-history analysis results, discusses the selection of wave method. Studies show that, using the small sample size of earthquake input, natural wave input quantity increase can reduce the overall dispersion of seismic wave, according to the standard recommended proportional input three to seismic wave acceleration is reasonable.Key words: structural design; elastic time-history dynamic analysis; seismic wave近年来，随着我国社会经济的发展，各类高层建筑在全国各地日益增多。
它们新颖别致、多样化、复杂化和独特个性等特点给城市带来崭新面貌的同时也给高层建筑结构设计者带来了严峻的挑战。
《建筑抗震设计规范》[1]第5.1.2条和《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]第4.3.4条规定了高层建筑应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充验算的范围。
本文对珠海市某超限高层建筑进行弹性动力时程分析，探讨地震波的选取方法。
地震作用和抗震验算新规定
第七讲地震作用和抗震验算新规定王亚勇赖明吕西林李英民杨溥郭子雄（一）新的设计反应谱的主要特点1、89规范的设计反应谱的主要特点89规范的设计反应谱、即地震影响系数曲线，是根据大量实际地震加速度纪录的反应谱进行统计分析并结合工程经验和经济实力的综合结果。
抗震设计反应谱通常用三个参数：最大地震影响系数αmax 、特征周期 T g 和长周期段反应谱曲线的衰减指数γ来描述。
而且不同阻尼比条件下的反应谱曲线也是不同的，89规范提供了考虑近、远震和不同场地条件下阻尼比为5 % 的标准设计反应谱，其最长周期为 3秒。
应该说，89规范的设计反应谱基本适应了我国八、九十年代工程建设抗震设防的要求，除房屋建筑外，各类工程设施及构筑物均参照它提出类似的设计反应谱。
2、加速度设计反应谱用于抗震设计的局限性（1）强震地面运动长周期成分的存在地震学研究和强震观测证明，强震情况下，地面运动确定存在长周期分量，其周期可以长达10秒甚至100秒，地震震级从5级到8级，其谱值在10秒周期处最大相差不超过50倍，在100秒周期处，不超过250倍。
在震级M5时，周期在3秒以内，信噪比已经大到可以满足工程使用要求了。
同时还证明，谱曲线至少存在二个拐角周期。
如图1和表1所示。
图1 不同震级下强震地面运动福里叶振幅谱注：噪声指在强震加速度记录数据处理过程中引入的长周期误差研究表明，地震动长周期分量与震源规模、震源距有关，由此可以推出与震级、烈度的关系，从而建立起具有工程实用意义的关系来。
见公式(1)PSV =f1(M,R,T)=f2(L,W,R,T) (1)=f3(I,R,T)式中：PSV为拟速度反应谱，M为震级，R为震源距，L为断层长度，W为断层宽度，I 为烈度，T是反应谱周期。
（2）现有强震加速度记录中长周期成份的损失由于强震仪频率响应范围的限制无法记录到超过10秒以上的地面运动成分，在超过5秒以上的成分中也存在失真，而且在对加速度记录进行误差修正时将数字化过程零线修正所产生的噪声滤出的同时也将地面运动长周期分量滤去了。
地震波的定义
地震波的定义地震波的定义地震是地壳的一切颤动，是一种自然现象。
其主要能源来自地球的内部，是由地球内部自然力冲击引起的。
地壳或地幔中发生振动的地方称为震源。
震源在地面上的垂直投影称为震中。
震中到震源的距离称为震源深度。
地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
地球内部存在着地震波速度突变的基干界面、莫霍面和古登堡面，将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。
发生原理英文seismic wave.由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。
地球内地震波部存在着地震波速度突变的基干界面、莫霍面和古登堡面，将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。
地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。
地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。
由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。
概念介绍地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
地球内部存在着地震波速度突变的基干界面、莫霍面和古登堡面，将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。
传播方式地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波[1]。
纵波是推进波，地壳中传播速度为5．5~7千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。
横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。
面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。
其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
纵波和横波现象介绍我们最熟悉的波动是观察到的水波。
当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱，以石头入水处为中心有波纹向外扩展。
这个波列是水波附近的水的颗粒运动造成的。
然而水并没有朝着水波传播的方向流；如果水面浮着一个软木塞，它将上下跳动，但并不会从原来位置移走。
这个扰动由水粒的简单前后运动连续地传下去，从一个颗粒把运动传给更前面的颗粒。
桥梁抗震设计中地震波的合理选取
Ｔ 一 ２ ｎ
Ｕ
０ ５ ０ ７ ９９ ． １ ． ２
０ ６ ． １ ０ ７ ． １
５ ９ ５ ７ ． ７
６ ５ ０ ８ ． ７ ５ ７ ５ ６ ． ９
１ ５１ ．
１ ６ ． １ １ ７ ． １
间 的拟速度 反应 谱值 ， 表 ｌ 见 。
表 １ 绝 对 加 速 度 反 应 谱 及 拟 速 度 反 应 谱 值
地震 动 反应谱 特征 值 周 期 Ｔ 应 根 据 场 地 类 ｜
别 和地震 动参 数 区划表按 抗震 规 范取 值 。实 取地 震 动反应 谱 特 征 值 周 期 ， 即场 地 固有 周 期
总 第 ２ ７期 ４ ２ １ 第 ４期 ０ １年
交
通
科
技
Ｔｒ ｎ ｐ ｒａｉｎＳ ｉｎ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｃｅ ｃ ｏ ｃ ｎ ｌｇ
Ｓｅ ｉｌＮｏ． ７ ｒａ ２４ Ｎｏ． ４ Ａ ｕｇ ０１ ．２ １
桥 梁 抗 震 设 计 中地 震 波 的合 理选 取
值 ， 据《 震 规 范》 本 桥 实 际场 地 条 件， 根 抗 和 取 Ｃ 一 １ ７ Ｃ 一１ ０ Ｃ 一 １ １ ， ｆ ．， ． ， ． ８ Ａ一０ １ ， 人 上 ． ５ｇ 代
式 计算 得 Ｐ Ａ＝２ ９ ９ｍ／ Ｇ ．４ ｓ。 利 用 ｍｉａ 程 序 的地震 波数 据 生成 器功 能 计 ｄｓ
程抗 震设 计规 范 》６（ ［ 以下 简 称 《 震 规 范 》 的 区 ］ 抗 ）
图 ３ 实 录 地 震 波 １ ４ Ｅ１Ｃｅ ｔｏ Ｓｔ ， ９ ０， ｎ ｒ ｉ ｅ
２ ０Ｄ ｇ的 拟 速 度 反 应 谱 ７ ｅ
地震讲义5-三维地震资料的解释
起泥浆柱中质点垂直运动并向下传播的波，在声波测井中称为
斯通利波。其传播速度较低且不呈球面发散(衰减很慢)，很难 通过一般叠加方法压制掉。一般可采用加大井源距等办法减弱
基础，以便更清楚地认识待解释的地震资料，经过哪些数字处理，
那些处理会对地震信号的波形、频谱的影响等等。
二、人机联作解释系统配置
1．硬件设备 1)主机系统
2)数据输入与存储系统
图4-11 地震解释工作站基本硬件配置
2．软件组成与功能
l)系统软件
2)应用软件
应用软件一般包括以下几部分： a.数据输入与管理软件： 软件 d.绘图软件 b.数据显示软件： c.解释 f.处理分析软件
2．等时切片的断层识别 1)标志层同相轴系统中断和错断，或者强振幅错断，并以大角度 切割构造走向。
2) 同相轴走向突变或者零乱，
图4-7 同相轴异常扭曲
图4-8 同相轴走向不一致
3) 识别断层产状，当断层直立时，则时间系列剖面上同一 条断层位置重合；断层倾斜时，时间系列剖面上断层应有规律 地向一侧移动；若时间系列剖面上断层线无规律移动，剖面上 断层显示不清楚，应用垂直剖面来识别。
图4-21 利用ＶＳＰ资 料提取衰减值判别岩性
图4-22 含油气圈闭
直达波振幅衰减关系
向变化，因而波的特征更明显、更灵敏， 2）由于检波点更接近地层界面，容易记录到来自界面有关 的波，反射品质更好。 3）能记录到具有负视速度的上行波和正视速度的下行波， 容易区别和分离；能提供精确的处理参数（如速度、频谱、 增益函数），确定多次波的来源等和求取地震子波，以便进
[整理版]正确选取地震波
[整理版]正确选取地震波地震波的选取方法 (MIDAS(2009-05-16 22:51:32)转载?标签: 分类: 结构专业杂谈建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。
频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。
这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。
特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。
加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。
地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。
持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。
持时Td的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值,a(t),,k*g的时间总和，k常取为0.05;另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*amax之间的时段长度，k ,0.5。
不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构一般取0.3基本周期的5,10倍。
说明:有效峰值加速度 EPA,Sa/2.5 (1)有效峰值速度 EPV,Sv/2.5 (2)特征周期Tg = 2π*EPV/EPA (3)1978年美国ATC,3规范中将阻尼比为5,的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。
上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。
三向地震波的合理选取和人工定义
实验方法
采用适当的方法对数据进行处理和分析，包括滤波、去噪、提取有效信号等。
参数设置
根据实验需求，合理设置实验参数，如采样率、滤波器类型等。
实验数据与方法
结果展示
将实验结果以图表、图像等形式进行展示，便于观察和分析。
结果分析
对实验结果进行深入分析，探讨地震波的传播规律和影响因素。
结果对比
将实验结果与理论预测或已有数据进行对比，验证实验的准确性和可靠性。
三向地震波的合理选取和人工定义
目录
引言 三向地震波的基本理论 三向地震波的合理选取 三向地震波的人工定义 实验与分析 结论与展望
01
引言
地震波是研究地球内部结构和地震活动的重要手段，而三向地震波的合理选取和人工定义对于地震波场模拟、地震灾害评估和地震工程设计等方面具有重要意义。
随着地震工程和防灾减灾领域的不断发展，对于三向地震波的合理选取和人工定义提出了更高的要求，需要更加精细和准确的方法和技术。
详细描述
频谱分析是一种常用的地震波选取方法，它通过分析地震波的频率成分和能量分布，选择具有代表性的地震波。这种方法能够反映地震波的传播规律和地质构造特征，有助于提高地震资料的解释精度和地震模拟的准确性。
基于地震波频谱的选取方法
VS
根据地震波的传播路径，选择在不同地质构造和地球介质中传播的地震波。
详细描述
三向地震波的人工定义
基于地震波合成的人工定义方法
合成方法
通过模拟地震波传播过程，利用已知的地震波参数（如震源深度、震源类型等）和地质结构信息，生成具有相似特征的地震波信号。
优点
可以模拟不同类型和复杂度的地震波，适用于研究地震波传播规律和模拟地震波场。
缺点
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保留的旧版地震波库
18.3。如何人工定义地震波
在当前的工程目录下建立相应的地震波文件。 文件名应采用“USER”加上“1”或“2”或其他阿拉伯数 字。 使用“.X”、“.Y”和“.Z”文件后缀给出主方向、次方向 和竖向所对应的地震波波形。如果用户给出了无后缀的 文件，则认为该文件中的内容为主方向的地震波波形。 例 如 “ USER1” 、 “ USER2.X” 、 “ USER2.Y” 、 “USER2.Z”等文件名都是合法的。 文件中第一行输入用户地震波步数N；在第2~第N+1行写 入地震波加速度值，单位任意，但要一致。
“塑性铰判断参数”：该参数与“塑性铰判断方法”相对应， 填入0.0～1.0之间的一个数值。当通过“弹性积分点比例” 判断塑性铰时，如果填入“0.3”表示“只有30％的端截面积 分点保持弹性时出现塑性铰”。当选择当通过“截面刚度退 化比例”判断塑性铰时，如果填入“0.3”表示“截面刚度退 化为初始截面刚度的30％时出现塑性铰” 。
材料参数调整：通过该系列参数的调整，可以按照用户 实际情况调整混凝土和钢的单轴本构关系曲线形状，考 虑混凝土破坏、受到约束等情况。 铰的相对刚度界限：为杆件塑性铰的判断条件，例如填 入0.8的含义是杆端截面的刚度与初始刚度相比退化了80 ％时认为出现了塑性铰。 墙高斯点破坏条件：剪力墙通过用户给出破坏应变界限 来判断破坏情况。 杆元细分、墙元细分：用户可以人为的细分杆件单元。 楼板考虑为梁翼缘的相对宽度：通过该参数，用户可以 考虑楼板对于梁的刚度贡献。
选取地震波
实测地震波——特征参数
实测地震波——反应谱
规准加速度谱
3.69
周期(秒)
1
2
3
4
5
6
实测地震波——东南向40度作用
加速度 方向：S50E，记录时长：40.00秒
时间(秒)
实测地震波——西南向50度作用
加速度 方向：S40W，记录时长：40.00秒
时间(秒)
实测地震波——竖向作用
20.3。弹塑性静力分析软件PUSH工程实例——
高层混凝土结构
高层钢结构
20.4。弹塑性静力分析软件PUSH工程实例
单层钢框架模型
2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0 50 100 150 200 250 300 350 abaqus PUSH
荷载因子-位移曲线，PUSH与ABAQUS的比较
PCG解线性方程 多种解动力微分方程方法 多种解非线性方程方法
方程解法
接力SATWE、PMSAP程序，适用的结构类型广 泛
弹塑性动力时程分析参数选择
EPDA软件主要参数说明
“地震波作用方向角(度)”：地震波主方向与结构X轴夹角， 如用户希望地震波主方向作用沿着Y轴方向，此处应添 “90”。 “主分量峰值加速度(cm/s2)”：地震烈度对应的罕遇地震 主方向峰值加速度。 “次分量峰值加速度(cm/s2)”：地震烈度对应的罕遇地震 次方向峰值加速度。 “竖直分量峰值加速度(cm/s2)”：地震烈度对应的罕遇地 震竖直方向峰值加速度。 “混凝土本构关系类型”：用户可以选择“双线性模型” 和“三线性模型”两种混凝土本构关系。
19.4。静力弹塑性分析方法
抗倒塌分析图
静力弹塑性分析方法的特点
静力弹塑性分析方法是将动力地震作用静力化的一种罕 遇地震分析方法。 考虑结构的弹塑性性质。 较动力弹塑性分析方法能一定程度上节省计算时间。 通过静力推覆分析过程可以了解结构的抗倒塌能力。 通过能力谱方法可以得到结构的罕遇地震下最大弹塑性 位移角。 能力谱方法存在“以第一振型振动为主、结构可以等效 为单自由度体系”等前提假定，能否适用于超高层结构 仍然需要探讨；但推覆分析过程有一定的普适性。
荷载因子-位移曲线，PUSH与ABAQUS的比较
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 100 200 300 400 500
荷载因子-位移曲线，PUSH与ABAQUS的比较
1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 0 50 100 150
abaqus PUSH
荷载因子-位移曲线，PUSH与ABAQUS的比较
21。弹塑性动力分析的正确应用和讨论
21.1。弹塑性动力分析软件EPDA简介 21.2。弹塑性动力分析软件EPDA工程实例 21.3。弹塑性动力分析软件EPDA验证
21.1。弹塑性动力分析软件EPDA简介
单元模型
• •
• • •
梁、杆、柱、撑采用纤维束模型 剪力墙采用弹塑性壳单元
“动力微分方程组解法”：目前程序提供给用户两种求解动 力微分方程组的方法，Wilson-θ法和Newmark-β法。这两种 方法的计算结果差别不大，用户根据需要选择。 “非线性方程组解法”：程序提供了两种求解非线性方程组 的 迭 代 方 法 ， Newton-Raphson 迭 代 和 modified NewtonRaphson迭代。这两种方法的迭代次数和适用条件是不同的。 对于混凝土结构一般建议采用Newton-Raphson迭代进行计 算。 “非线性迭代步数限值”：该限值规定了非线性迭代的最多 次数，当达到该步数限值时，如果还没有收敛，需要缩短步 长进行计算。该值不宜取的过大，“10”左右比较合适，否 则会明显增加计算时间。 “非线性迭代收敛精度”：EPDA程序衡量非线性迭代是否 收敛的依据是“不平衡力向量范数”，一般认为0.01～0.001 左右的精度是可以满足工程要求的。该值不宜取的过小，否 则程序将难以收敛。
18.2。三向地震波的合理选取
按照规范的要求，至少应该选择三条地震波进行地震时程反 应的分析，并规定了最小基底剪力。当计算的基底剪力不满 足规范要求，则应认为该地震波不合格，应重新选择分析， 直至选到合适的地震波为止。 而实际上，只有在建筑物所在地的地震波才有可能有意义。 但是大多数地区不具备这个条件，则可以用实测的人工波来 代替。目前重要建筑物的场地波都是通过实测和人工模拟产 生的，即实测人工波。
新抗震规范5.1.2条规定，“特别不规则的建筑、甲类建 筑和表5.1.2-1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”，“采用时程分析法 时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组 的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线”。
地震波与反应谱应在“统计意义上相符”。 时程分析法单波和平均值的底部剪力应不小于按反应谱 方法得到的底部剪力的“65％”和“80％”等限值。 新抗震规范5.5.3条规定，除可以采用简化方法计算外的 建筑结构，可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分 析方法。
20。弹塑性静力分析的正确应用和普及
20.1。弹塑性分析软件整体功能简介 20.2。弹塑性静力分析软件PUSH简介 20.3。弹塑性静力分析软件PUSH工程实例 20.4。弹塑性静力分析软件PUSH验证
20.1。弹塑性分析软件整体功能简介
20.2。弹塑性静力分析软件PUSH简介
较为先进的单元类型。 先进的弧长法加载策略。 非线性方程叠代方法的多种选择。 波前法解线性方程。 病态方程的特殊解法处理。 接力SATWE、PMSAP程序，适应的结构类型广泛。
荷载因子-位移曲线，PUSH与ABAQUS的比较
4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0 50 100 150 200 250 abaqus－rebar×1 abaqus－rebar×2 push－rebar×1 push－rebar×2 push－rebar×5 abaqus－rebar×5
PUSH软件主要参数说明
荷载类型：有倒三角形和矩形两种选择，通常可以选择 倒三角形。 基底剪力与总重量的比值：通过该参数定义侧向荷载的 总和，比如填0.5意思是侧向荷载总量最大可以施加到 50%的结构总重量。 荷载方向与X轴的夹角：一次静力弹塑性分析只在一个 方向上施加侧向荷载，该荷载的方向通过荷载正向与X 轴正向的夹角决定。单位度。 从头运行和接力运行：PUSH软件具有重启动功能。通 过该功能可以接力原来的计算结果进行连续计算。 停机控制：配合重启动功能进行计算步数选择。
新抗震规范5.5.3条规定，罕遇地震下薄弱层（部位）弹塑 性变形验算可采用下列方法： “不超过12层且层刚度无突 变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用 5.5.4条的简化计算方法。” 新抗震规范5.5.4条规定的简化弹塑性分析方法包含两方面 内容： 薄弱层按照楼层区分强度系数确定。 弹塑性层间位移角由罕遇地震弹性层间位移角折减得到。 可以看出，简化的弹塑性分析方法： 有明确的适用范围，超出此范围不能采用。 薄弱层的判断和相应弹塑性层间位移角的确定均是估算结 果。
σ(压) E0
强化
σ(压) σc 弱化 ε(压) 退化斜率 退化起始界
ε(压) σt εc 三线性模型 εu
σt
εc 双线性模型
εu
混凝土本构关系模型
“塑性铰判断方法”：给出了“弹性积分点比例”和“截面 刚度退化比例”两种判断杆系构件的塑性铰的方法。“弹性 积分点比例”方法是按照构件截面的积分点仍然保持弹性的 比例来判断构件的端部是否出现塑性铰。“截面刚度退化比 例”是按照结构进入弹塑性状态后的杆端截面刚度与初始截 面刚度的比值来判断构件是否形成塑性铰。
19.2。弹塑性分析的规范规定
《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001 《高层混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
《建筑抗震设计规范》
3.4.3条 竖向不规则结构应（宜）进行弹塑 性变形分析 3.6.2条 弹塑性分析可以根据具体情况采用 弹塑性静力、时程、简化方法 5.5.2条 何种结构需要进行弹塑性变形验算 5.5.3条 弹塑性变形验算方法 5.5.4条 弹塑性分析的简化方法 5.5.5条 弹塑性层间位移角限值