最新弹塑性时程分析法PPT课件.ppt
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1、弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮24 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法恢复力模型恢复力模型双轴恢复力模型双轴恢复力模型单轴恢复力模型单轴恢复力模型双线型模型双线型模型三线型模型三线型模型曲线型模型曲线型模型坡顶退化双线型模型坡顶退化双线型模型平顶退化双线型模型平顶退化双线型模型考考虑虑硬硬化化状状况况的的坡坡顶顶三三线线型模型型模型不不考考虑虑硬硬化化状状况况的的平平顶顶退退化三线型模型化三线型模型骨架曲线和标准滞回曲线骨架曲线和标准滞回曲线 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南
2、大学 丁幼亮丁幼亮3 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮4 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮5 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮6 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮7 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮8 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮94 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法2.2.双线型模
3、型双线型模型力学描述:力学描述:工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮104 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮114 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮124 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮134 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 对对钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构而而言言,由由于于有有出出现现裂
4、裂缝缝和和逐逐步步形形成成塑塑性性区区(或或多多个个塑塑性性阶阶段段)的的过过程程,一一般般多多采采用用三三线线型型模模型型作作为为恢恢复复力力模模型型。该该模模型型较较刚刚度度退退化化二二线线型型模模型型更更能能细细致致地地描描述述钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构或或构构件件的的实实际际恢恢复复力力特特性性。与与刚刚度度退退化化二二线线型型模模型型类类似似,根根据据否否考考虑虑结结构构或或构构件件屈屈服服后后的的硬硬化化状状况况,刚刚度度退退化化三三线线型型模模型型可可分分为为两两类类:考考虑虑硬硬化化状状况况的的坡坡顶顶三三线线型型模模型型和和不不考考虑虑硬硬化化状状况况的的平平顶顶退退化化三
5、三线线型型模型,如图模型,如图4.1.3和图和图4.1.4所示。所示。图4.1.3 坡顶退化三线型 图4.1.4 平顶退化三线型4.1.1.2 4.1.1.2 三三线型模型线型模型 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮144 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法1.三三线型模型主要特点线型模型主要特点:三三折折线线的的第第一一段段表表示示线线弹弹性性阶阶段段,此此阶阶段段刚刚度度为为k1,点点1表表示示开开裂裂点点。第第二二段段折折线线表表示示开开裂裂至至屈屈服服的的阶阶段段,此此阶阶段段刚刚度度为为k2,点点2表表示示屈屈服服点点。第三段折线为屈服
6、后阶段,其刚度为第三段折线为屈服后阶段,其刚度为k3。若若在在开开裂裂至至屈屈服服阶阶段段卸卸载载,则则卸卸载载刚刚度度为为k1。若若屈屈服服后后卸卸载载,则则卸卸载载刚刚度取割线度取割线02的刚度的刚度k4。中途卸载时,卸载刚度取中途卸载时,卸载刚度取k4。12(23段段)卸卸载载至至零零第第一一次次反反向向加加载载时时直直线线指指向向反反向向开开裂裂点点(屈屈服服点点),后续反向加载时直线指向所经历过的最大位移点。后续反向加载时直线指向所经历过的最大位移点。图4.1.3 坡顶退化三线型 图4.1.4 平顶退化三线型 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁
7、幼亮丁幼亮152.三三线型模型线型模型数学描述:数学描述:工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮16 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮174 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮184 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法4.1.1.3 曲线型模型曲线型模型 钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构典典型型的的曲曲线线型型模模型型有有谷谷资资信信提提出出的的标标准准特特征征滞滞回回曲曲线线(Normalized Characteri
8、stic Loop,NCL)模模型型。NCL模模型型由由骨骨架架曲曲线线和标准滞回曲线组成。和标准滞回曲线组成。常用的骨架曲线表达式有以下几种:常用的骨架曲线表达式有以下几种:式中,式中,Q x为由材料极限强度决定的参数。为由材料极限强度决定的参数。工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮194 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 从从图图中中可可以以看看出出,NCL恢恢复复力力模模型型的的滞滞回回曲曲线线形形状状与与试试验验结结果果相相近近,相相比比分分段段直直线线型型恢恢复复力力模模型型更更能能准准确确地地反反映映钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的恢
9、恢复力特性。复力特性。图4.1.5 不同的A和B值代表的滞回曲线形式 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮204 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法 层模型层模型杆系模型杆系模型 单分量模型单分量模型双分量模型双分量模型三分量模型三分量模型多弹簧模型多弹簧模型串联多质点系串联多质点系结构振动模型结构振动模型4.2 4.2 结构的振动模型结构的振动模型串联刚片系串联刚片系 工程结构抗震与防灾工程结构抗震与防灾电子教案电子教案 东南大学东南大学 丁幼亮丁幼亮214 弹塑性时程分析法弹塑性时程分析法4.2.1 层模型层模型 层层模模型型以以一一个个楼楼层
10、层为为基基本本单单元元,用用每每层层的的刚刚度度(层层刚刚度度)表表示示结结构构的的刚刚度度。层层模模型型假假定定建建筑筑各各层层楼楼板板在在其其自自身身平平面面内内刚刚度度无无穷穷大大,因因此此可可将将整整个个结结构构合合并并为为一一根根竖竖杆杆,并并将将全全部部建建筑筑质质量量就就近近分分别别集集中中于于各各楼楼层层楼楼盖盖处处作作为为一一个个质质点点,考考虑虑两两个个方方向向的的水水平平振振动动,从从而而形形成成“串串联联质质点点系系”振振动动模模型型,如如图图4.2.1(a)所所示示。对对质质量量与与刚刚度度明明显显不不对对称称、不不均均匀匀的的结结构构,应应考考虑虑双双向向水水平平振
11、振动动和和楼楼盖盖扭扭转转的的影影响响,此此时时采采用用“串串联联刚刚片片系系”振振动动模模型型考考虑虑转转动动惯惯量量I对对振振动动的的影影响响,如如图图4.2.1(b)所所示示。层层模模型型一一般般把把位位移移参参考考点点设设在在每每层层的的质质心心,其其本本构构关关系系是是层层总总体体位位移移与与层层总总体体内内力力之之间间的的关关系系,可可以以采采用用静静力力弹弹塑塑性性分分析析法法确确定定结结构构层层刚刚度度及及其其恢恢复复力力模模型型,此此时时一一般般应应考考虑虑各各类类杆杆件件的的弯弯曲曲、剪剪切切和和轴轴向向变变形形。层层模模型型的的优优点点是是简简单单、计计算算量量较较小小;
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