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BridgingYourInnovationstoRealities3I.时程分析方法理论及要素II.程序设置及参数意义本期主要内容注：PPT中截图有08公路抗震细则，也有2011城市桥梁抗震规范，建议两本规范交叉参考，学习抗震。4时程分析方法理论及要素51.1回顾流程6由静力到动力的华丽转身𝑚𝑦+𝑐𝑦+𝑘𝑦=−𝑚𝛿𝑔𝑡考虑时间因素，动力方程的结果可近似考虑为多个静力状态的接续。对于某一状态除了刚度相关的弹性力，还要考虑阻尼力和惯性力。理论上动力分析很难手算，静力对于桥梁结构大部分是可以手算的。动力的核心算法是“微分方程组”，静力的核心是“线性方程”。待解决问题𝑘𝑦=𝑃解决方法微分方程（组）线性方程（组）关心的内力成分惯性力阻尼力弹性力弹性力最核心的物理量质量阻尼刚度刚度7反应谱的由来修改周期计算最大加速度TS0.010.3571430.10.3585710.20.3680610.30.3920410.40.4250.50.5004080.60.5327550.70.4618370.80.3592860.90.27081610.27653120.15204130.11040840.04770450.03666360.032673𝜉=0.058反应谱妙处计算周期•𝑇=2𝜋𝜔查谱值•S=f（T）等效静力•F=mS静力计算•Kv=F9101.2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）112.2曲率是啥？（问题1）12程序设置及参数意义132.1时称分析工况定义流程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14地震作用-地震波选取15时程荷载函数添加16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。时程分析工况定义17比例阻尼又称为古典阻尼(ClassicalDamping)，是指阻尼不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丌不质量或刚度矩阵成比例，一般用于由丌同材料构成的结构或具有消能减震装置的结构。非比例阻尼丌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。阻尼1819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20弹塑性铰-纤维模型弹塑性铰的类型可分为单轴铰模型、基于塑性理论的多轴铰模型、纤维模型。单轴铰模型不考虑各内力之间的相互影响，一般用于希望快速获得大致结果的简化计算中。多轴铰模型可考虑轴力和弯矩、以及两个弯矩间的相互影响，但是同样具有不能反映复杂受力影响的缺陷。纤维模型不仅可以准确模拟受弯构件的力学特性，而且可以考虑截面内纤维的局部损伤状态。另外纤维模型同样可以考虑轴力和弯矩、两个弯矩之间的相互影响，但是因为不能反映剪切破坏，所以一般用于剪切变形不大的线单元。纤维模型的计算也是基于平截面假定的。2.2弹塑性构件2122某个纤维的应变=（纤维截面的y轴曲率，z轴曲率，轴向应变）x(纤维距y轴位置，距z轴位置，1(各纤维相同轴力))23截面丌平衡力通过积分各纤维的应力求得。24纤维模型定义步骤123456注意：1.截面和钢筋均可通过345三步导入，但前提是已经在设计中定义好截面的钢筋。2.6步中程序默认钢筋的材料为类型1材料。3.程序支持此处自定义钢筋（上图蓝色区域）。25弹塑性铰-集中/分布26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，当实际情况不假设情况丌符时(如弯矩最大位置丌是在假定位置)，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。27弯矩铰的弯矩-旋转角的关系曲线丌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。28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-位秱关系称为滞回模型。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。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。BridgingYourInnovationstoRealitiesThankYou!ThankYou!