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结构弹性分析方法!结构动力分析方法

导读结构的弹塑性分析宜遵循的原则答结构的弹塑性分析宜遵循的原则如下:预先设定结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等。材料的性能指标宜取平均值或实测值,可按混凝土...

今天若米知识就给我们广大朋友来聊聊结构动力分析方法,以下关于观点希望能帮助到您找到想要的答案。

结构的弹塑性分析宜遵循的原则

结构的弹塑性分析宜遵循的原则

结构的弹塑性分析宜遵循的原则如下:

预先设定结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等。材料的性能指标宜取平均值或实测值,可按混凝土结构设计规范附录采用,或通过试验分析确定;宜考虑结构几何非线性的不利影响;分析结果用于承载力设计时,应考虑承载力不定性系数,对结构的抗力进行适当调整。

框架柱和框架主梁至少要划分4个单元;斜支撑考虑受压承载力时,每一段应划分4个单元,只受拉支撑可以只划分为一个单元。钢材的应力-应变曲线可为理想弹塑性,混凝土的应力-应变曲线参照《混凝土结构设计规范》;其中的屈服强度取规范规定的强度设计值,弹性模量取标准值。

纯钢构件必须考虑残余应力,组合构件则无需考虑残余应力。构件的初始弯曲建议取杆长的1/750,楼层的初始倾斜建议取层高的1/750;受压斜支撑的初始弯曲为斜支撑总长的1/500,跨层支撑为每层内长度的1/500。

弹塑性分析方法:

一、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。

二、动力弹塑性分析。

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-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、和加,进而计算结构的内力。

三、静力弹塑性分析。

建立侧向荷载作用下的荷载分布形式,将地震力等效为倒三角或与第一振型等效的水平荷载模式。在结构各层的质心处,沿高度施加形式的水平荷载。确定其大小的原则是水平力产生的内力与前一步计算的内力叠加后,恰好使一个或一批杆件开裂或屈服。

为什么钢筋混凝土结构的结构分析基本上仍采用线弹性分析方法

钢筋混凝土结构的构成材料不是匀质物质,不具备各向同性,承受荷载时,其应力与应变关系中,基本没有塑性阶段可利用;若采用塑性方法,会无法控制结构的安全度;

钢筋混凝土结构在荷载效应下,特别是混凝土为脆性材料,毫无延性,局部出现拉应力时,立即开裂,瞬间该截面的刚度立即突降,使内力重分布没法掌控;

在特殊作用下(如地震),才有容许用调幅方法适度考虑一定塑性;

截面计算(但不是结构分析)时,也适度考虑了一定塑性。

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

(1) 建立结构的计算模型、构件的物理参数和恢复力模型等;

(2) 计算结构在竖向荷载作用下的内力;

(3) 建立侧向荷载作用下的荷载分布形式,将地震力等效为倒三角或与第一振型等效的水平荷载模式。在结构各层的质心处,沿高度施加形式的水平荷载。确定其大小的原则是:水平力产生的内力与前一步计算的内力叠加后,恰好使一个或一批杆件开裂或屈服;

(4) 对于开裂或屈服的杆件,对其刚度进行修改后,再增加一级荷载,又使得一个或一批杆件开裂或屈服;

(5) 不断重复步骤(3)、(4),直至结构达到某一目标位移或发生破坏,将此时的结构的变形和承载力与允许值比较,以此来判断是否满足“大震不倒”的要求。 该方法的优点是:

(1) 相比目前的承载力设计方法,POA可以估计结构和构件的非线性变形,比承载力方法接近实际;

(2) 相对于弹塑性时程分析,POA方法的概念、所需参数和计算结果相对明确,构件设计和配筋是否合理能够直观的判断,易被工程设计人员接受;

(3) 可以花费相对较少的时间和费用得到较稳定的分析结果,减少分析结果的偶然性,达到工程设计所需要的变形验算精度。

该方法的缺点是:

(1) POA方法将地震的动力效应近似等效为静态荷载,只能给出结构在某种荷载作用下的性能,无法反映结构在某一特定地震作用下的表现,以及由于地震的瞬时变化在结构中产生的刚度退化和内力重分布等非线性动力反应;

(2) 计算中选取不同的水平荷载分布形式,计算结果存在一定的差异,为最终结果的判断带来了不确定性;

(3) POA方法以弹性反应谱为基础,将结构简化为等效单自由度体系。因此,它主要反映结构第一周期的性质,对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2秒以内的结构,POA方法较为理想。当较高振型为主要时,如高层建筑和具有局部薄弱部位的建筑,POA方法并不适用;

(4) 对于工程中常见的带剪力墙结构的分析模型尚不成熟,三维构件的弹塑性性能和破坏准则、塑性铰的长度、剪切和轴向变形的非线性性能有待进一步研究完善。

正是由于存在的一些缺点,对于目前工程中遇到的许多超限结构分析,POA方法显得力不从心,人们逐渐开始重视动力弹塑性分析方法的理论研究和工程应用。

了解了上面的内容,相信你已经知道在面对结构动力分析方法时,你应该怎么做了。如果你还需要更深入的认识,可以看看若米知识的其他内容。

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作者: 若米知识

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