彈塑性分析方法

❶ 彈性分析 彈塑性 分析 位移哪個大

靜力彈塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS）方法也稱為推覆法，該方法基於美國的FEMA-273抗震評估方法和ATC-40報告，是一種介於彈性分析和動力彈塑性分析之間的方法，其理論核心是「目標位移法」和「承載力譜法」。

❷ 多高層結構的彈塑性分析

多高層結構的彈塑性分析
「三水準抗震設防，兩階段抗震設計」是我國現階段的基本抗震設計思想。與「大震不倒」的第三水準設防目標相對應，需要對建築結構進行第二階段的抗震設計，即需要對一些規范所規定的建築結構進行罕遇地震作用下的彈塑性階段變形驗算。
1 結構彈塑性分析的規范要求
目前主要有三本現行規范設計到罕遇地震作用下的彈塑性階段設計：
1、《建築抗震設計規范》（GB 50011—2008）
2、《高層建築混凝土結構技術規程》（JGJ 3—2002）
3、《高層民用建築鋼結構技術規程》（JGJ99—98）
這幾本規范中對於彈塑性階段設計均有著較為明確的規定，例如《建築抗震設計規范》（GB 50011—2008）第3.4.3條、第3.6.2條、第5.1.2條、第5.5.2條、第5.5.3條、第5.5.4條、第5.5.5條中均涉及到了罕遇地震作用下的彈塑性階段變形驗算。
「抗震規范」第3.6.2條規定：「不規則且具有明顯薄弱層部位可能導致地震時嚴重破壞的建築結構，應按本規范有關規定進行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析。」
「抗震規范」第5.5.2條規定了何種結構「應」或「宜」進行罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗算。
1
下列結構應進行彈塑性變形驗算：
（1）8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架；
（2）7~9度時樓層屈服強度系數小於0.5的鋼筋混凝土框架結構；
註：「樓層屈服強度系數」參見SATWE計算結果文件SAT-K.OUT
（3）高度大於150米的鋼結構；
（4）甲類建築和9度時乙類建築中的鋼筋混凝土結構和鋼結構；
（5）採用隔震和消能減震設計的結構。
2
下列結構宜進行彈塑性變形驗算：
（1）（規范中）表5.1.2-1所列高度范圍且屬於表3.4.2-2所列豎向不規則類型的高層建築結構；
（2）7度Ⅲ、Ⅳ類場地和8度乙類建築中的鋼筋混凝土結構和鋼結構；
（3）板柱—抗震牆結構和底部框架磚房；
（4）高度不大於150m的高層鋼結構
對於罕遇地震作用下的結構彈塑性變形驗算的方法，抗震規范5.5.3條給出了明確的規定：不超過12層且層剛度無突變的鋼筋混凝土框架結構、單層鋼筋混凝土柱廠房可採用簡化分析方法；除此之外的其他建築結構，均可採用彈塑性時程分析方法或靜力彈塑性（推覆）分析方法。
可見對於大量的已建、在建和擬建的建築結構，尤其是高層、超高層建築結構，進行彈塑性階段抗震分析是十分必要的。
2 彈塑性分析軟體EPDA&EPSA簡介
目前，設計人員可用於建築結構彈塑性分析的計算工具是十分有限的，所以一般只能選用通用有限元分析軟體來進行結構的彈塑性計算。通用有限元軟體有其自身的優勢，如計算功能強大、計算性能相對穩定，用於特別重要結構的分析還是可以考慮的，但對於大多數建築結構的設計、校核而言還是顯得過於復雜，而且對於一些建築結構所特有的復雜性而言，通用有限元軟體未必能夠做到簡單、適用、可靠。
經過幾年的努力，中國建築科學研究院PKPMCAD工程部在原有的線彈性分析程序的基礎上，對建築結構彈塑性分析軟體進行了探索研究，適應規范要求推出了建築結構彈塑性動力、靜力分析軟體EPDA&EPSA。目前的EPDA&EPSA軟體提供了兩種空間模型彈塑性分析方法，一種是彈塑性動力時程分析方法EPDA（Elastic and Plastic Time-history Dynamic Analysis）；另一種是彈塑性靜力分析方法EPSA（Elastic and Plastic Static Analysis），即通常所說的靜力推覆分析方法（Push-Over Analysis）。
EPDA&EPSA程序具備如下特點：
（1）完全空間化的計算模型，EPDA&EPSA程序是完全基於空間模型而設計的，盡量做到計算模型能夠真實地模擬結構的實際受力狀態，最大限度地避免了計算模型所帶來的計算誤差。
（2）前、後處理功能強，自動讀取PMCAD的幾何信息、荷載信息，SATWE、TAT、PMSAP軟體模塊的設計分析結果，對鋼筋砼構件，自動讀取計算配筋，用戶可以交互修改生成實配鋼筋；充分利用了PKPM系列軟體的CFG圖形操作功能。
（3）EPDA&EPSA程序不但提供了彈塑性時程分析功能，而且提供了靜力彈塑性分析功能。一些漸趨成熟的罕遇地震分析方法和近年來成為研究熱點的罕遇地震分析方法均得到一定程度的體現。
（4）EPDA&EPSA程序所提供的材料本構關系力求做到准確和符合中國規范。鋼材的本構關系採用雙折線的彈塑性本構關系，用戶可以自由控制塑性階段的楊氏模量折減。混凝土的本構關系給出了雙折線和三折線兩種形式，可以考慮材料的受拉開裂、裂縫閉合、壓碎退出工作等混凝土材料所特有的復雜特性；其中的三折線滯回本構關系是按照我國現行混凝土規范採用等能量方法得到的，有著較高的擬合精度。
（5）EPDA&EPSA程序採用了目前階段可以使用的較為先進的梁單元模型。梁、柱、支撐等一維構件採用纖維束模型模擬，纖維束模型的適用性好，不受截面形式和材料限制，被認為是一種較為精確的桿系有限單元模型。EPDA&EPSA程序中通過綜合提高程序計算效率，較好的避免了該模型計算工作量大的問題；同時，程序中給出了直觀的桿系單元端部塑性鉸判斷方法。
（6）剪力牆的彈塑性性質模擬是混凝土結構彈塑性分析的難題。EPDA&EPSA程序將SATWE、TAT、PMSAP程序中使用的彈性牆單元進行了推廣，考慮其彈塑性性質，使用彈塑性牆單元來模擬剪力牆的彈塑性性質。這種單元計算效率高，精度好，可以較真實地分析和顯示剪力牆的彈塑性狀態，相對於一些簡化的牆單元彈塑性性質考慮方法有著明顯的優勢。
（7）為了提高程序的計算效率，EPDA&EPSA程序的線性方程組解法在給出了通常的LDLT解法的同時，還給出了波前法和兩種較為高效的有預處理功能的共軛斜量法（PCG）解法，用於結構的靜、動力彈塑性分析，使得程序的求解效率明顯提高。
（8）彈塑性時程分析時的動力微分方程組解法給出了Newmark-β法和Wilson-θ 法兩種直接積分方法；非線性方程組的解法採用增量法與Newton-Raphson或modified Newton-Raphson方法相結合。
（9）靜力彈塑性分析程序EPSA可以很好的解決病態方程的求解問題，程序可以計算到荷載—位移曲線的下降段。
（10）EPDA&EPSA程序可以考慮P-Δ效應影響。
3如何有效地使用彈塑性分析軟體EPDA&EPSA
考慮到建築結構設計人員對彈塑性分析概念的了解程度，在EPDA&EPSA程序的開發過程中，開發者在做到計算模型合理、計算方法可靠的同時，盡量減少用戶的干預工作量，使得用戶可以較為順利的完成彈塑性分析工作，在使用EPDA&EPSA計算完成後，用戶如何有效、合理的利用程序的計算結果是十分重要的。這里進行一些必要的強調。
彈塑性分析的目的是了解結構的彈塑性性能，得到結構在罕遇地震下的抗倒塌能力。
我國現行規范中規定的彈塑性階段主要是指彈塑性階段的變形驗算，也就是說需要將計算（如利用EPDA或EPSA程序）得到的結構在罕遇地震作用下最大層間位移角與規范所規定的層間位移角限值進行比較，滿足限值要求則通過彈塑性階段的變形驗算。
EPDA程序得到罕遇地震作用下最大層間位移角的方法如下：
（1）選擇多條天然地震波或人工地震波。
通過計算得到每條地震波作用下各個結構樓層的平均和最大層間位移角，進而得到多條地震波的平均層間位移角均值
確定結構的薄弱樓層，得到多條地震波作用下的樓層平均層間位移角均值。
將薄弱樓層的層間位移角均值與規范限值進行比較，確定是否滿足規范要求。
「抗震規范」中對於彈塑性分析時的地震波選擇原則並沒有明確規定，我們建議用戶參考「抗震規范」5.1.2條的規定選取彈塑性分析時的地震波：「採用時程分析法，應按建築場地和設計地震分組選用不少於兩組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震響應系數曲線應與振型分解反應譜法所採用的地震影響系數曲線在統計意義上相符。」對於一些結構的彈塑性反應明顯較小的地震波，用戶應該剔除。
（2）給定側推荷載形式，進行靜力推覆分析。
使用EPSA程序提供的抗倒塌驗算功能得到結構的需求層間位移角。
將需求層間位移角規范限值進行比較，確定是否滿足規范要求。
除了進行規范所規定的彈塑性階段的變形驗算以外，用戶還可以利用EPDA&EPSA程序從以下幾個方面來了解結構的彈塑性性能：
（1）確定結構的薄弱層。
薄弱層是一個相對的概念，一個結構並不是只有一個薄弱層，有時有多個或連續幾個薄弱層。利用EPDA&EPSA程序可以採用如下的一些原則來確定薄弱層部位：
♦ 最大層間位移、最大有害層間位移所在的樓層；
♦ 層間位移、有害層間位移超過規范限值的樓層；
♦ 結構構件塑性鉸、剪力牆破壞點比較集中的部位；
♦ 結構局部變形較大的部位；
♦ 結構彈塑性反應力突變的部位。
（2）確定薄弱構件
EPDA程序和EPSA程序均提供了桿件的塑性鉸顯示和剪力牆的彈塑性狀態顯示功能。通過這些功能用戶可以清楚的了解到結構構件在地震波作用過程中或靜力推覆分析過程中結構的彈塑性發展情況，指導用戶有選擇的加強原結構設計，如增大構件尺寸或增大實配鋼筋。
最後，需要強調一下EPDA&EPSA的計算時間問題。前面提到為了盡量符合實際的受力情況，EPDA&EPSA程序採用了空間計算模型，對於實際的高層建築結構而言，這將使得結構模型達到幾萬計算自由度。雖然我們從程序的角度採取了很多措施來提高計算效率，但計算一條地震波的時間通常要幾個小時，甚至十幾個小時的時間。為了提高EPDA&EPSA程序的使用效率，我們對用戶提出如下一些建議：
（1）去掉不必要的附屬結構、構件。如去掉可以作為上部結構嵌固端的地下室，去掉對整體結構抵抗地震作用沒有太多貢獻的擋土牆、次梁、裙房等附屬結構，盡量只保留主要的結構抗側力構件。
（2）應該首先使用EPDA&EPSA程序對結構進行試算，如選擇某條地震波中的1~2秒時間段進行EPDA計算或選擇幾個載入步進行EPSA計算，在確定計算沒有問題後再進行實際計算。通過試算，用戶還可以對程序的計算耗時有所了解。
（3）計算前應該詳細檢查輸入參數是否正確，以免計算完成後有反復。
（4）EPDA程序一次計算盡量不要選太多的地震波，一般應小於3條地震波，最好是一次只計算一條波，以免耗費較多的計算時間後沒有得到任何計算結果。需要強調的是，EPDA一次計算完成後，如果用戶需要選擇其他的地震波繼續計算，需要新建工程目錄進行計算，以免原來的計算結果被程序刪除。如果硬碟空間較小，可以選擇只輸出文本文件。
（5）規范中對於所選擇地震波的持時是有一定要求的：但是某些地震波，尤其是一些人造地震波在幾十秒的持時中，地震波遠離峰值的前後段加速度很小。一些試算表明，將地震波中遠離峰值且加速度很小的部分去掉，對於正確得到最大層間位移角沒有多大影響。建議將地震波的計算步數保持在1000步左右為宜。
（6）EPSA程序在結構接近承載力極限狀態時耗時是較多的，如果用戶只是希望得到需求位移，可以通過參數選擇，使得結構的能力曲線穿越需求譜即可。
（7）使用EPDA&EPSA程序計算時，盡量選擇較快的計算機在整塊的空閑時間（如晚上）進行；在計算過程中盡量不要在該計算機上進行其他操作；並且應「屏幕保護程序」選取「無」且在「電源管理」中的「選擇電源使用方案」框內的「關閉監視器」和「關閉硬碟」項選取「從不」，以便觀察程序進程。

❸ 現在主要採用的結構彈塑性分析方法有哪些

現在主要採用的結構彈塑性分析方法有哪些？
現在大部分的結構都要考慮彈塑性分析,因為要考慮地震的影響,尤其是高層,或者結構復雜的一般建築物,必須要進行彈塑性分析,而且彈塑性分析能充分發揮材料的

❹ 牆單元整體破壞怎麼看 彈塑性分析

這種提問方法，有誤導。
剛度大的構件，受地震力也大，但是，同時其截面、配筋也多；剛度小的構件，受地震力小，但是同時，其截面、配筋也小。破壞的先後，不在剛度決定。
應該說，在地震作用時，總是存在應力集中的地方首先破壞。比如，洞口的角、建築物平面突變處、建築物立面突變處。某處一經破壞，裂縫就會擴展，破壞就會擴大。
因此，抗震設計的原則，是盡量避免出現應力集中。要求平面、立面簡單、對稱。如果有變化，變化的過渡盡可能平順。如果做不到，乾脆用抗震縫，將建築物分割成幾個獨立的單元。

❺ 彈塑性分析方法的動力彈塑性時程分析

彈塑性時程分析方法將結構作為彈塑性振動體系加以分析，直接按照地震波數據輸入地面運動，通過積分運算，求得在地面加速度隨時間變化期間內，結構的內力和變形隨時間變化的全過程，也稱為彈塑性直接動力法。 多自由度體系在地面運動作用下的振動方程為：
式中 、 、 分別為體系的水平位移、速度、加速度向量； 為地面運動水平加速度， 、 、
分別為體系的剛度矩陣、阻尼矩陣和質量矩陣。將強震記錄下來的某水平分量加速度－時間曲線劃分為很小的時段，然後依次對各個時段通過振動方程進行直接積分，從而求出體系在各時刻的位移、速度和加速度，進而計算結構的內力。
式中結構整體的剛度矩陣、阻尼矩陣和質量矩陣通過每個構件所賦予的單元和材料類型組裝形成。動力彈塑性分析中對於材料需要考慮包括：在往復循環載入下，混凝土及鋼材的滯回性能、混凝土從出現開裂直至完全壓碎退出工作全過程中的剛度退化、混凝土拉壓循環中強度恢復等大量非線性問題。 彈塑性動力分析包括以下幾個步驟：
(1) 建立結構的幾何模型並劃分網格；
(2) 定義材料的本構關系，通過對各個構件指定相應的單元類型和材料類型確定結構的質量、剛度和阻尼矩陣；
(3) 輸入適合本場地的地震波並定義模型的邊界條件，開始計算；
(4) 計算完成後，對結果數據進行處理，對結構整體的可靠度做出評估。 在常用的商業有限元軟體中，ABAQUS、ADINA、ANSYS、MSC.MARC都內置了混凝土的本構模型，並提供了豐富的單元類型及相應的前後處理功能。在這些程序中一般都有專用的鋼筋模型，可以建立組合式或整體式鋼筋。
以ABAQUS為例，它提供了混凝土彈塑性斷裂和混凝土損傷模型以及鋼筋單元。其中彈塑性斷裂和損傷的混凝土模型非常適合於鋼筋混凝土結構的動力彈塑性分析。它的主要優點有：
(1) 應用范圍廣泛，可以使用在梁單元、殼單元和實體單元等各種單元類型中，並與鋼筋單元共同工作；
(2) 可以准確模擬混凝土結構在單調載入、循環載入和動力荷載下的響應，並且可以考慮應變速率的影響；
(3) 引入了損傷指標的概念，可以對混凝土的彈性剛度矩陣進行折減，可以模擬混凝土的剛度隨著損傷增加而降低的特點；
(4) 將非關聯硬化引入到了混凝土彈塑性本構模型中，可以更好的模擬混凝土的受壓彈塑性行為，可以人為指定混凝土的拉伸強化曲線，從而更好的模擬開裂截面之間混凝土和鋼筋共同作用的情況；
(5) 可以人為的控制裂縫閉合前後的行為，更好的模擬反復荷載作用下混凝土的反應。
對於鋼材等材料的屈服和強化， ABAQUS提供了各種屈服准則，流動法則和強化准則，並可以考慮載入時的應變速率等問題。
在ABAQUS的後處理模塊中，可以給出整個模型在地震作用下每個時刻的結構變形形態、應力等相關數據，可以查看結構所有混凝土單元的損傷、混凝土中分布的鋼筋應力等，了解結構的破壞情況，也可以根據結構的總側移量和層間位移等控制指標對結構進行整體的判定分析。 相比彈性分析中的振型分解反應譜法和POA方法，彈塑性時程分析方法的優點是：
(1) 由於輸入的是地震波的整個過程，可以真實反映各個時刻地震作用引起的結構響應，包括變形、應力、損傷形態（開裂和破壞）等；
(2) 目前許多程序是通過定義材料的本構關系來考慮結構的彈塑性性能，因此可以准確模擬任何結構，計算模型簡化較少；
(3) 該方法基於塑性區的概念，相比POA中單一的塑性鉸判別法，特別是對於帶剪力牆的結構，結果更為准確可靠。
該方法的缺點是：
(1) 計算量大，運算時間長，由於可進行此類分析的大型通用有限元分析軟體均不是面向設計的，因此軟體的使用相對復雜，建模工作量大，數據前後處理繁瑣，不如設計軟體簡單、直觀；
(2) 分析中需要用到大量有限元、鋼筋混凝土本構關系、損傷模型等相關理論知識，對計算人員要求較高。
但是隨著理論研究的不斷發展，計算機軟硬體水平的不斷提高，動力彈塑性時程分析方法已經開始應用於少數超高層和復雜的大型結構分析中。

❻ 彈塑性分析方法的介紹

靜力彈塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS）方法也稱為推覆法，該方法基於美國的FEMA-273抗震評估方法和ATC-40報告，是一種介於彈性分析和動力彈塑性分析之間的方法，其理論核心是「目標位移法」和「承載力譜法」。彈塑性時程分析方法將結構作為彈塑性振動體系加以分析，直接按照地震波數據輸入地面運動，通過積分運算，求得在地面加速度隨時間變化期間內，結構的內力和變形隨時間變化的全過程，也稱為彈塑性直接動力法。

❼ workbench中彈塑性分析怎麼查看六向分力

在分析這個的時候，如果你想要查看六分向麗的話，那麼我覺得你應該去重新調整，然後重新再去分析一遍就可以了。

❽ 地震荷載作用下結構彈塑性分析中，常用的結構力學模型有哪些

現在主要採用的結構彈塑性分析方法有哪些？ 現在大部分的結構都要考慮彈塑性分析,因為要考慮地震的影響,尤其是高層,或者結構復雜的一般建築物,必須要進行彈塑性分析,而且彈塑性分析能充分發揮材料的

❾ 考慮塑性內力重分布的分析方法與塑性極限分析方法的區別是什麼

首先，我認為你要明白一個觀點，不管是塑性內力重分布還是塑性極限分析方法，二者單從字面上講就是兩個字「塑性」的共性，個人認為，只要是考慮到塑性，一般是局部構件的分析，對於整體結構來說，局部構件的塑性分析並不能代表整體，甚至說不能代表絕大部分構件的彈性分析、彈塑性分析。這是前者兩者的共同點。
其次，是弄明白二者的區別只是適用范圍不同。考慮塑性內力重新分布的分析方法其實是基於彈性分析的再延伸，因為考慮到需要充分發揮結構的潛力，節約材料、施工等原因，所以塑性內力重分布方法一般適用於超靜定結構設計，注意這里的范圍是所有的超靜定結構都適用於此方法；而塑性極限分析方法又稱為塑性分析法或者叫極限平衡法，此法主要局部構件主要用於周邊有梁或者牆支持（這里就是規定條件）的雙向板的設計，按照滿足塑性極限分析方法的條件（規定的條件）下，經過工程實踐，塑性極限分析方法進行計算和構造簡單很多，也可以保證結構的安全。
最後，是關於雙向板又滿足塑性內力重分布的超靜定結構的條件，又滿足塑性極限分析方法的規定條件，這個時候如何辦？我個人認為兩種方法的設計都可以用，而且並不矛盾，此時，塑性內力重分布的分析方法應該是小於塑性極限分析方法的設計，前者較後者偏安全保守些。
希望以上的內容能夠幫助到你，當然，如果你認為有問題的地方請不吝賜教，也希望看在手打這么多字的份上採納我的答案，誠心解惑育人，幫人即幫我。