抗震专题2-时程分析1

BridgingYourInnovationstoRealities2内容时程分析Why时程分析？What’s时程分析？时程分析理论时程分析要素时程分析工况定义时程分析结果查看BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivilWhy时程分析？抗震规范对于非规则桥梁的E2地震作用有使用时程分析方法分析的要求。而且非规则桥梁的塑性铰转动能力验算是需要用时程分析得到塑性转角。非线性抗震分析方法可分为非线性静力分析方法和非线性动力分析方法。由于静力弹塑性分析存在反映结构动力特性方面的缺陷、不能考虑荷载往复作用效应等原因，在需要精确分析结构动力特性的重要结构上的应用受到了限制。BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivilWhat’s时程分析？非线性时程分析（NonlinearTimeHistoryAnalysis）是将构件的非线性恢复力特性，通过滞回曲线，分析结构随时间响应的动力分析方法。BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil非线性时程分析原理BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil非线性时程分析原理BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil非线性时程分析原理BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil非线性时程分析原理BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil非线性时程分析原理BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil非线性时程分析原理BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素时程分析地震作用（地震波）弹塑性构件（弹塑性铰：骨架/纤维）边界非线性单元（减隔振支座等）BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取确定实录波的特征周期Tg因为拟相对速度反应谱PSV和拟绝对加速度的反应谱PSA之间有近似关系：则可得到特征周期：其中：EPA为有效峰值加速度,EPV为有效峰值速度。PSVwPSAEPAEPVwTg212有效峰值速度（EPV）:取0.1s-2秒范围的速度平均值除2.5，一般来说加速度最大值发生在中间周期范围。有效峰值加速度（EPA）:取0.1s-0.5秒范围的加速度平均值除2.5，一般来说加速度最大值发生在短周期范围。BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取确定实录波的持续时间BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取峰值调整系数=设计EPA/地震EPA设计反应谱的有效峰值实录波有效峰值加速度（EPA）:取0.1s-0.5秒范围的加速度平均值除2.5，一般来说加速度最大值发生在短周期范围。BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取（1）启动Building程序中的结构大师BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取（2）根据地勘情况选择相应的分组、烈度等BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取（3）在列表中根据特征周期（实录波）及持续时间选择地震波BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素地震作用-地震波选取EPAEPVwTg212BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素弹塑性铰-集中/分布BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素集中型铰相对于分布型铰具有计算量少的优点，但是如图所示集中型铰需要事先假定铰的分布位置，当实际情况与假设情况不符时(如弯矩最大位置不是在假定位置)，计算结果有可能出错。分布型铰虽然计算量较大但是可以相对准确的反映铰的实际分布情况，因此可以得到更准确的分析结果。弹塑性铰-集中/分布BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素弯矩铰的弯矩-旋转角的关系曲线不仅受端部弯矩的影响同时也受构件跨中的弯矩影响。因此为了准确定义弯矩铰的弯矩-旋转角关系需要事先假设弯矩在构件的分布状态。弹塑性铰-集中/分布BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析要素弹塑性铰-滞回模型构件的单向内力的荷载和变形的关系叫做骨架曲线。基于骨架曲线并考虑往复荷载作用下的卸载和加载时的荷载-位移关系称为滞回模型。动力弹塑性分析中一般使用滞回模型模拟构件的恢复力特性。What’s滞回模型滞回模型对非线性分析结果的影响较大，因此需要选择能够正确反映使用材料和构件的恢复力特性的滞回模型。BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析工况定义1•确定动力荷载随时间的变化情况（时程函数）•恒载——1s加载地震荷载——地震加速度随时间变化情况（地震波）2•确定动力分析方法（定义荷载工况）•恒载——非线性静力法地震荷载——接续前次的非线性直接积分法3•添加具体的荷载•恒载—时变静力荷载地震——地面加速度工况定义流程BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析工况定义时程荷载函数添加BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析工况定义该增量对分析结果的精度有较大的影响。按照经验时间增量一般可以取时程加载函数周期或结构振动的最小自振周期的1/10[sec]。选择之前定义的时程荷载条件，作为先行于当前定义荷载工况的条件。根据选择的荷载条件，得到位移、速度、加速度、内力、铰的状态参数、非线性连接单元状态参数，以此作为初始条件进行分析。BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析工况定义比例阻尼又称为古典阻尼(ClassicalDamping)，是指阻尼与质量或刚度矩阵成比例。一般结构的动力分析可以使用比例阻尼，比例阻尼可分解为各振型的阻尼。非比例阻尼是指阻尼不与质量或刚度矩阵成比例，一般用于由不同材料构成的结构或具有消能减震装置的结构。非比例阻尼不能直接分解为各振型的阻尼，需要通过振型形状计算各振型的应变能和耗能来计算各振型的阻尼比。时程工况定义BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析工况定义时程工况定义BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析工况定义到达时间：地面加速度开始作用于结构上的时间。水平地面加速度的角度：输入地面加速度水平方向的成分绕整体坐标系Z轴旋转的角度。以X轴为准，逆时针为正值，顺时针为负值。指定动力荷载BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析结果查看延性系数BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析结果查看铰状态BridgingYourInnovationstoRealitiesmidasCivil时程分析结果查看时程图形结果BridgingYourInnovationstoRealitiesThankYou!ThankYou!