弹塑性分析方法

❶ 弹性分析 弹塑性 分析 位移哪个大

静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS）方法也称为推覆法，该方法基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。

❷ 多高层结构的弹塑性分析

多高层结构的弹塑性分析
“三水准抗震设防，两阶段抗震设计”是我国现阶段的基本抗震设计思想。与“大震不倒”的第三水准设防目标相对应，需要对建筑结构进行第二阶段的抗震设计，即需要对一些规范所规定的建筑结构进行罕遇地震作用下的弹塑性阶段变形验算。
1 结构弹塑性分析的规范要求
目前主要有三本现行规范设计到罕遇地震作用下的弹塑性阶段设计：
1、《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2008）
2、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2002）
3、《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99—98）
这几本规范中对于弹塑性阶段设计均有着较为明确的规定，例如《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2008）第3.4.3条、第3.6.2条、第5.1.2条、第5.5.2条、第5.5.3条、第5.5.4条、第5.5.5条中均涉及到了罕遇地震作用下的弹塑性阶段变形验算。
“抗震规范”第3.6.2条规定：“不规则且具有明显薄弱层部位可能导致地震时严重破坏的建筑结构，应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。”
“抗震规范”第5.5.2条规定了何种结构“应”或“宜”进行罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算。
1
下列结构应进行弹塑性变形验算：
（1）8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；
（2）7~9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；
注：“楼层屈服强度系数”参见SATWE计算结果文件SAT-K.OUT
（3）高度大于150米的钢结构；
（4）甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；
（5）采用隔震和消能减震设计的结构。
2
下列结构宜进行弹塑性变形验算：
（1）（规范中）表5.1.2-1所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向不规则类型的高层建筑结构；
（2）7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；
（3）板柱—抗震墙结构和底部框架砖房；
（4）高度不大于150m的高层钢结构
对于罕遇地震作用下的结构弹塑性变形验算的方法，抗震规范5.5.3条给出了明确的规定：不超过12层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用简化分析方法；除此之外的其他建筑结构，均可采用弹塑性时程分析方法或静力弹塑性（推覆）分析方法。
可见对于大量的已建、在建和拟建的建筑结构，尤其是高层、超高层建筑结构，进行弹塑性阶段抗震分析是十分必要的。
2 弹塑性分析软件EPDA&EPSA简介
目前，设计人员可用于建筑结构弹塑性分析的计算工具是十分有限的，所以一般只能选用通用有限元分析软件来进行结构的弹塑性计算。通用有限元软件有其自身的优势，如计算功能强大、计算性能相对稳定，用于特别重要结构的分析还是可以考虑的，但对于大多数建筑结构的设计、校核而言还是显得过于复杂，而且对于一些建筑结构所特有的复杂性而言，通用有限元软件未必能够做到简单、适用、可靠。
经过几年的努力，中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部在原有的线弹性分析程序的基础上，对建筑结构弹塑性分析软件进行了探索研究，适应规范要求推出了建筑结构弹塑性动力、静力分析软件EPDA&EPSA。目前的EPDA&EPSA软件提供了两种空间模型弹塑性分析方法，一种是弹塑性动力时程分析方法EPDA（Elastic and Plastic Time-history Dynamic Analysis）；另一种是弹塑性静力分析方法EPSA（Elastic and Plastic Static Analysis），即通常所说的静力推覆分析方法（Push-Over Analysis）。
EPDA&EPSA程序具备如下特点：
（1）完全空间化的计算模型，EPDA&EPSA程序是完全基于空间模型而设计的，尽量做到计算模型能够真实地模拟结构的实际受力状态，最大限度地避免了计算模型所带来的计算误差。
（2）前、后处理功能强，自动读取PMCAD的几何信息、荷载信息，SATWE、TAT、PMSAP软件模块的设计分析结果，对钢筋砼构件，自动读取计算配筋，用户可以交互修改生成实配钢筋；充分利用了PKPM系列软件的CFG图形操作功能。
（3）EPDA&EPSA程序不但提供了弹塑性时程分析功能，而且提供了静力弹塑性分析功能。一些渐趋成熟的罕遇地震分析方法和近年来成为研究热点的罕遇地震分析方法均得到一定程度的体现。
（4）EPDA&EPSA程序所提供的材料本构关系力求做到准确和符合中国规范。钢材的本构关系采用双折线的弹塑性本构关系，用户可以自由控制塑性阶段的杨氏模量折减。混凝土的本构关系给出了双折线和三折线两种形式，可以考虑材料的受拉开裂、裂缝闭合、压碎退出工作等混凝土材料所特有的复杂特性；其中的三折线滞回本构关系是按照我国现行混凝土规范采用等能量方法得到的，有着较高的拟合精度。
（5）EPDA&EPSA程序采用了目前阶段可以使用的较为先进的梁单元模型。梁、柱、支撑等一维构件采用纤维束模型模拟，纤维束模型的适用性好，不受截面形式和材料限制，被认为是一种较为精确的杆系有限单元模型。EPDA&EPSA程序中通过综合提高程序计算效率，较好的避免了该模型计算工作量大的问题；同时，程序中给出了直观的杆系单元端部塑性铰判断方法。
（6）剪力墙的弹塑性性质模拟是混凝土结构弹塑性分析的难题。EPDA&EPSA程序将SATWE、TAT、PMSAP程序中使用的弹性墙单元进行了推广，考虑其弹塑性性质，使用弹塑性墙单元来模拟剪力墙的弹塑性性质。这种单元计算效率高，精度好，可以较真实地分析和显示剪力墙的弹塑性状态，相对于一些简化的墙单元弹塑性性质考虑方法有着明显的优势。
（7）为了提高程序的计算效率，EPDA&EPSA程序的线性方程组解法在给出了通常的LDLT解法的同时，还给出了波前法和两种较为高效的有预处理功能的共轭斜量法（PCG）解法，用于结构的静、动力弹塑性分析，使得程序的求解效率明显提高。
（8）弹塑性时程分析时的动力微分方程组解法给出了Newmark-β法和Wilson-θ 法两种直接积分方法；非线性方程组的解法采用增量法与Newton-Raphson或modified Newton-Raphson方法相结合。
（9）静力弹塑性分析程序EPSA可以很好的解决病态方程的求解问题，程序可以计算到荷载—位移曲线的下降段。
（10）EPDA&EPSA程序可以考虑P-Δ效应影响。
3如何有效地使用弹塑性分析软件EPDA&EPSA
考虑到建筑结构设计人员对弹塑性分析概念的了解程度，在EPDA&EPSA程序的开发过程中，开发者在做到计算模型合理、计算方法可靠的同时，尽量减少用户的干预工作量，使得用户可以较为顺利的完成弹塑性分析工作，在使用EPDA&EPSA计算完成后，用户如何有效、合理的利用程序的计算结果是十分重要的。这里进行一些必要的强调。
弹塑性分析的目的是了解结构的弹塑性性能，得到结构在罕遇地震下的抗倒塌能力。
我国现行规范中规定的弹塑性阶段主要是指弹塑性阶段的变形验算，也就是说需要将计算（如利用EPDA或EPSA程序）得到的结构在罕遇地震作用下最大层间位移角与规范所规定的层间位移角限值进行比较，满足限值要求则通过弹塑性阶段的变形验算。
EPDA程序得到罕遇地震作用下最大层间位移角的方法如下：
（1）选择多条天然地震波或人工地震波。
通过计算得到每条地震波作用下各个结构楼层的平均和最大层间位移角，进而得到多条地震波的平均层间位移角均值
确定结构的薄弱楼层，得到多条地震波作用下的楼层平均层间位移角均值。
将薄弱楼层的层间位移角均值与规范限值进行比较，确定是否满足规范要求。
“抗震规范”中对于弹塑性分析时的地震波选择原则并没有明确规定，我们建议用户参考“抗震规范”5.1.2条的规定选取弹塑性分析时的地震波：“采用时程分析法，应按建筑场地和设计地震分组选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震响应系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。”对于一些结构的弹塑性反应明显较小的地震波，用户应该剔除。
（2）给定侧推荷载形式，进行静力推覆分析。
使用EPSA程序提供的抗倒塌验算功能得到结构的需求层间位移角。
将需求层间位移角规范限值进行比较，确定是否满足规范要求。
除了进行规范所规定的弹塑性阶段的变形验算以外，用户还可以利用EPDA&EPSA程序从以下几个方面来了解结构的弹塑性性能：
（1）确定结构的薄弱层。
薄弱层是一个相对的概念，一个结构并不是只有一个薄弱层，有时有多个或连续几个薄弱层。利用EPDA&EPSA程序可以采用如下的一些原则来确定薄弱层部位：
♦ 最大层间位移、最大有害层间位移所在的楼层；
♦ 层间位移、有害层间位移超过规范限值的楼层；
♦ 结构构件塑性铰、剪力墙破坏点比较集中的部位；
♦ 结构局部变形较大的部位；
♦ 结构弹塑性反应力突变的部位。
（2）确定薄弱构件
EPDA程序和EPSA程序均提供了杆件的塑性铰显示和剪力墙的弹塑性状态显示功能。通过这些功能用户可以清楚的了解到结构构件在地震波作用过程中或静力推覆分析过程中结构的弹塑性发展情况，指导用户有选择的加强原结构设计，如增大构件尺寸或增大实配钢筋。
最后，需要强调一下EPDA&EPSA的计算时间问题。前面提到为了尽量符合实际的受力情况，EPDA&EPSA程序采用了空间计算模型，对于实际的高层建筑结构而言，这将使得结构模型达到几万计算自由度。虽然我们从程序的角度采取了很多措施来提高计算效率，但计算一条地震波的时间通常要几个小时，甚至十几个小时的时间。为了提高EPDA&EPSA程序的使用效率，我们对用户提出如下一些建议：
（1）去掉不必要的附属结构、构件。如去掉可以作为上部结构嵌固端的地下室，去掉对整体结构抵抗地震作用没有太多贡献的挡土墙、次梁、裙房等附属结构，尽量只保留主要的结构抗侧力构件。
（2）应该首先使用EPDA&EPSA程序对结构进行试算，如选择某条地震波中的1~2秒时间段进行EPDA计算或选择几个加载步进行EPSA计算，在确定计算没有问题后再进行实际计算。通过试算，用户还可以对程序的计算耗时有所了解。
（3）计算前应该详细检查输入参数是否正确，以免计算完成后有反复。
（4）EPDA程序一次计算尽量不要选太多的地震波，一般应小于3条地震波，最好是一次只计算一条波，以免耗费较多的计算时间后没有得到任何计算结果。需要强调的是，EPDA一次计算完成后，如果用户需要选择其他的地震波继续计算，需要新建工程目录进行计算，以免原来的计算结果被程序删除。如果硬盘空间较小，可以选择只输出文本文件。
（5）规范中对于所选择地震波的持时是有一定要求的：但是某些地震波，尤其是一些人造地震波在几十秒的持时中，地震波远离峰值的前后段加速度很小。一些试算表明，将地震波中远离峰值且加速度很小的部分去掉，对于正确得到最大层间位移角没有多大影响。建议将地震波的计算步数保持在1000步左右为宜。
（6）EPSA程序在结构接近承载力极限状态时耗时是较多的，如果用户只是希望得到需求位移，可以通过参数选择，使得结构的能力曲线穿越需求谱即可。
（7）使用EPDA&EPSA程序计算时，尽量选择较快的计算机在整块的空闲时间（如晚上）进行；在计算过程中尽量不要在该计算机上进行其他操作；并且应“屏幕保护程序”选取“无”且在“电源管理”中的“选择电源使用方案”框内的“关闭监视器”和“关闭硬盘”项选取“从不”，以便观察程序进程。

❸ 现在主要采用的结构弹塑性分析方法有哪些

现在主要采用的结构弹塑性分析方法有哪些？
现在大部分的结构都要考虑弹塑性分析,因为要考虑地震的影响,尤其是高层,或者结构复杂的一般建筑物,必须要进行弹塑性分析,而且弹塑性分析能充分发挥材料的

❹ 墙单元整体破坏怎么看 弹塑性分析

这种提问方法，有误导。
刚度大的构件，受地震力也大，但是，同时其截面、配筋也多；刚度小的构件，受地震力小，但是同时，其截面、配筋也小。破坏的先后，不在刚度决定。
应该说，在地震作用时，总是存在应力集中的地方首先破坏。比如，洞口的角、建筑物平面突变处、建筑物立面突变处。某处一经破坏，裂缝就会扩展，破坏就会扩大。
因此，抗震设计的原则，是尽量避免出现应力集中。要求平面、立面简单、对称。如果有变化，变化的过渡尽可能平顺。如果做不到，干脆用抗震缝，将建筑物分割成几个独立的单元。

❺ 弹塑性分析方法的动力弹塑性时程分析

弹塑性时程分析方法将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动，通过积分运算，求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，也称为弹塑性直接动力法。 多自由度体系在地面运动作用下的振动方程为：
式中 、 、 分别为体系的水平位移、速度、加速度向量； 为地面运动水平加速度， 、 、
分别为体系的刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵。将强震记录下来的某水平分量加速度－时间曲线划分为很小的时段，然后依次对各个时段通过振动方程进行直接积分，从而求出体系在各时刻的位移、速度和加速度，进而计算结构的内力。
式中结构整体的刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵通过每个构件所赋予的单元和材料类型组装形成。动力弹塑性分析中对于材料需要考虑包括：在往复循环加载下，混凝土及钢材的滞回性能、混凝土从出现开裂直至完全压碎退出工作全过程中的刚度退化、混凝土拉压循环中强度恢复等大量非线性问题。 弹塑性动力分析包括以下几个步骤：
(1) 建立结构的几何模型并划分网格；
(2) 定义材料的本构关系，通过对各个构件指定相应的单元类型和材料类型确定结构的质量、刚度和阻尼矩阵；
(3) 输入适合本场地的地震波并定义模型的边界条件，开始计算；
(4) 计算完成后，对结果数据进行处理，对结构整体的可靠度做出评估。 在常用的商业有限元软件中，ABAQUS、ADINA、ANSYS、MSC.MARC都内置了混凝土的本构模型，并提供了丰富的单元类型及相应的前后处理功能。在这些程序中一般都有专用的钢筋模型，可以建立组合式或整体式钢筋。
以ABAQUS为例，它提供了混凝土弹塑性断裂和混凝土损伤模型以及钢筋单元。其中弹塑性断裂和损伤的混凝土模型非常适合于钢筋混凝土结构的动力弹塑性分析。它的主要优点有：
(1) 应用范围广泛，可以使用在梁单元、壳单元和实体单元等各种单元类型中，并与钢筋单元共同工作；
(2) 可以准确模拟混凝土结构在单调加载、循环加载和动力荷载下的响应，并且可以考虑应变速率的影响；
(3) 引入了损伤指标的概念，可以对混凝土的弹性刚度矩阵进行折减，可以模拟混凝土的刚度随着损伤增加而降低的特点；
(4) 将非关联硬化引入到了混凝土弹塑性本构模型中，可以更好的模拟混凝土的受压弹塑性行为，可以人为指定混凝土的拉伸强化曲线，从而更好的模拟开裂截面之间混凝土和钢筋共同作用的情况；
(5) 可以人为的控制裂缝闭合前后的行为，更好的模拟反复荷载作用下混凝土的反应。
对于钢材等材料的屈服和强化， ABAQUS提供了各种屈服准则，流动法则和强化准则，并可以考虑加载时的应变速率等问题。
在ABAQUS的后处理模块中，可以给出整个模型在地震作用下每个时刻的结构变形形态、应力等相关数据，可以查看结构所有混凝土单元的损伤、混凝土中分布的钢筋应力等，了解结构的破坏情况，也可以根据结构的总侧移量和层间位移等控制指标对结构进行整体的判定分析。 相比弹性分析中的振型分解反应谱法和POA方法，弹塑性时程分析方法的优点是：
(1) 由于输入的是地震波的整个过程，可以真实反映各个时刻地震作用引起的结构响应，包括变形、应力、损伤形态（开裂和破坏）等；
(2) 目前许多程序是通过定义材料的本构关系来考虑结构的弹塑性性能，因此可以准确模拟任何结构，计算模型简化较少；
(3) 该方法基于塑性区的概念，相比POA中单一的塑性铰判别法，特别是对于带剪力墙的结构，结果更为准确可靠。
该方法的缺点是：
(1) 计算量大，运算时间长，由于可进行此类分析的大型通用有限元分析软件均不是面向设计的，因此软件的使用相对复杂，建模工作量大，数据前后处理繁琐，不如设计软件简单、直观；
(2) 分析中需要用到大量有限元、钢筋混凝土本构关系、损伤模型等相关理论知识，对计算人员要求较高。
但是随着理论研究的不断发展，计算机软硬件水平的不断提高，动力弹塑性时程分析方法已经开始应用于少数超高层和复杂的大型结构分析中。

❻ 弹塑性分析方法的介绍

静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS）方法也称为推覆法，该方法基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。弹塑性时程分析方法将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动，通过积分运算，求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，也称为弹塑性直接动力法。

❼ workbench中弹塑性分析怎么查看六向分力

在分析这个的时候，如果你想要查看六分向丽的话，那么我觉得你应该去重新调整，然后重新再去分析一遍就可以了。

❽ 地震荷载作用下结构弹塑性分析中，常用的结构力学模型有哪些

现在主要采用的结构弹塑性分析方法有哪些？ 现在大部分的结构都要考虑弹塑性分析,因为要考虑地震的影响,尤其是高层,或者结构复杂的一般建筑物,必须要进行弹塑性分析,而且弹塑性分析能充分发挥材料的

❾ 考虑塑性内力重分布的分析方法与塑性极限分析方法的区别是什么

首先，我认为你要明白一个观点，不管是塑性内力重分布还是塑性极限分析方法，二者单从字面上讲就是两个字“塑性”的共性，个人认为，只要是考虑到塑性，一般是局部构件的分析，对于整体结构来说，局部构件的塑性分析并不能代表整体，甚至说不能代表绝大部分构件的弹性分析、弹塑性分析。这是前者两者的共同点。
其次，是弄明白二者的区别只是适用范围不同。考虑塑性内力重新分布的分析方法其实是基于弹性分析的再延伸，因为考虑到需要充分发挥结构的潜力，节约材料、施工等原因，所以塑性内力重分布方法一般适用于超静定结构设计，注意这里的范围是所有的超静定结构都适用于此方法；而塑性极限分析方法又称为塑性分析法或者叫极限平衡法，此法主要局部构件主要用于周边有梁或者墙支持（这里就是规定条件）的双向板的设计，按照满足塑性极限分析方法的条件（规定的条件）下，经过工程实践，塑性极限分析方法进行计算和构造简单很多，也可以保证结构的安全。
最后，是关于双向板又满足塑性内力重分布的超静定结构的条件，又满足塑性极限分析方法的规定条件，这个时候如何办？我个人认为两种方法的设计都可以用，而且并不矛盾，此时，塑性内力重分布的分析方法应该是小于塑性极限分析方法的设计，前者较后者偏安全保守些。
希望以上的内容能够帮助到你，当然，如果你认为有问题的地方请不吝赐教，也希望看在手打这么多字的份上采纳我的答案，诚心解惑育人，帮人即帮我。