土木建筑

结构抗震设计

超高特殊建筑地震时程分析的必要性

•静力法
将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上,其核心是设计地震加速度的确定问题。
−高度不超过 40 米,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。
•反应谱法
是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理,求解各阶振型对应的等效地震作用,然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合。
−反应谱法不能有效地考虑强震时结构的 非线性行为。−不能考虑基础与土之间的 动力相互作用。−不能考虑地震动 持续时间 长短的影响。−反应谱理论只能给出结构的最大地震反应,不能给出结构响应的全过程以及结构的 破坏机理。−此外反应谱法对于 非比例阻尼结构以及不规则结构 的分析效果还不理想。

超高层建筑抗震设计——上海中心

Yanzhi Yang’s Doctoral Dissertation, Shanghai Jiao Tong Univ.

超高层建筑抗震设计——重庆来福士广场

大跨度桥梁设计——上海闵浦二桥

Yanzhi Yang‘s Doctoral Dissertation,Shanghai Jiao Tong Univ

侵彻分析——Benchmark OECD

General Approach for Concrete Modeling Impact on Reinforced Concrete
• 混   泥   土 — Constant stress solid
• 钢          筋 — Hughes Liu Beam
• 钢材料模型 — *MAT_024
• *CONTACT_ERODING_SINGLE_SURFACE柱体 和 混凝土
• *CONTACT_ERODING_NODES_TO_SURFACE钢筋 与 柱体

混凝土本构

General Approach for Concrete Modeling Impact on Reinforced Concrete
•MAT_16
•*MAT_72R3
•*MAT_84_REINF
•*MAT_159

钢筋混凝土建模

Smeared Reinforcement

• 刚度等效方法
 
 
• 将一种常见的等效方法 , 一些情况下这种等效并不合适。
• 在小变形,弹性,没有大大超过材料屈服强度的情况下结果较好。
• 若基体或加强相材料失效,该等效方法便失去了假设基础,没有了精度保证。
𝑓𝑟是钢筋材料的体积比例

Explicit ReinforcementShared Node

• 共结点法
需要保证增强相(钢筋)与基体(混凝土)之间节点重合。
−某些情况下建模时保证共结点非常困难。
−*SECTION_BEAM 中选择 1 号或 3 号单元算法( Beam or Truss)。

Explicit Reinforcement Constraint Method

• 耦合方法:无需共结点

钢筋混凝土建模——更复杂的情形

• 混凝土及纤维加强采用实体单元建模
• 钢筋采用梁单元建模
• 钢筋与混凝土之间采用Constrained Surface Contact
General Approach for Concrete Modeling Impact on Reinforced Concrete