[工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具

坚持实干、实践、积累、思考,创新。 20200608列的题目,现在广东高规出来了可以更新了。 程序图标 ( Program Icon )   程序介绍 ( Program Introduction)     欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号  

[ETABS] ETABS警告”THE STRUCTURE IS UNSTABLE OR ILL-CONDITIONED!!” (Case 2)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 接手一个ETABS模型,直接计算,报错,提示”THE STRUCTURE IS UNSTABLE OR ILL-CONDITIONED!!”,提示结构不稳定,模态结果也异常。 因此,肯定是刚度或者质量出了问题。 检查了好久,最后发现模型材料定义有问题,材料的弹模为0,泊松比及膨胀系数均为0. 导致结构刚度为0,计算报错。 估计这个模型原本是高版本的ETABS,后存为低版本E2K,再用低版本导入,导致,可能材料参数丢失了。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[试验][软件][科研] Loop Modifier 2021: Hysteretic Loop Modification Program[2021版: 滞回曲线修正工具]

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 更新这个Loop Modifier 科研小工具,之前读博士的时候做试验的时候写的小工具,一个辅助科研的小工具,该程序主要用于根据试验的规律局部处理试验数据中的错误离散点。 关于旧版软件可以在这个链接查看(v2019之前版本 http://www.jdcui.com/?p=9260 ,2019版 http://www.jdcui.com/?p=12201)。 如今根据之前网友的反馈,重写了软件,新版软件导入数据更加方便,修改数据也更加简洁。 另外网站还提供了其他几款用于修正试验数据的工具: NoiseRemoval:http://www.jdcui.com/?p=15046 该程序主要作用是,修正试验数据中的噪声,适合那些许多波动试验数据曲线。 OutlierRemoval:http://www.jdcui.com/?p=14365 该程序主要作用是,剔除数据中的异常点,毛刺点,跳跃点。数据中的这些异常点及毛刺点通常是因为采集仪器信号不稳定引起的。 SawtoothRemove: http://www.jdcui.com/?p=15493 该程序主要用于去除滞回曲线数据中的锯齿。 DataSmoothing: http://www.jdcui.com/?p=15650 该程序主要用于平滑试验数据,可处理滞回曲线的波动情况,同时可一定程度处理试验数据中的锯齿问题、噪声问题。 程序界面 ( Program Interface ) …

[地震][动力学][Dynamics] 将阻尼矩阵的非对角线元素取为0计算结果会怎么样?

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 如题,一看是一个莫名其妙的想法。实际上也是一个错误的想法,不过,当时脑子一热,就测算一下。具体看看结果。 模型: 20层的剪切层模型。 阻尼矩阵: (1)模态阻尼,20阶振型计算 (2)模态阻尼,20阶振型计算,把非对角线元素取为0。 采用MATLAB编程,采用Newmark-β积分法进行弹性时程分析,两种阻尼模型的计算结果对比如下。 其中,参考阻尼为完整的模态阻尼,对比阻尼为去掉阻尼矩阵对角线元素后的矩阵。 由图可见,采用仅保留对角线元素的阻尼矩阵,结构的位移及剪力响应远小于完整的阻尼矩阵,而楼层加速度响应似乎相差不大!!十分诧异!! 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[抗震][减震][笔记] 黏弹性阻尼器的减震性能曲线 Response Reduction Curve of Viscoelastic (VE) System

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 学习减隔震知识,研究各类阻尼器的减震性能曲线。做个笔记。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[地震波][选波] 时程分析地震波选波介绍

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 记得是很久之前,小伙伴让我整理的选波教程。最近整理电脑发现,就整理到网站上吧。写得比较简单,有需要的可以参考一下。 时程分析选波教程 选波,简单来说,就是选取与场地特性符合的地震波进行时程分析。结构的场地特性包括很多,其中目标反应谱算是一个比较综合的特性也是与结构设计最紧密相关的一个特性。因此,目前选波可以狭隘的理解为选取与目标反应谱吻合的地震波。当然,实际上并不仅仅是这条,只是这条会最为重要。以下简单说说一般情况下的选波流程及几个与选波有关的话题。 选波基本流程 选波过程主要包括 5 步: (1)确定结构基本参数 (2)确定设防烈度、地震分组,场地土类别等主要参数 (3)确定需要匹配的目标反应谱 (4)确定需要控制的其他参数 (5)筛选与目标反应谱匹配且与控制参数吻合的地震波 就这样选波就完成了。 结构的基本参数 与选波相关的最主要的结构基本参数是,结构的前三阶周期,第一阶周期最主要。因为地震波很难整个反应谱范围均与目标反应谱吻合,因此一般均是控制结构主要周期范围内地震波反应谱与目标反应谱不要相差过大。 确定设防烈度、地震分组,场地土类别等主要参数 这些参数列出来,主要是这些参数与目标反应谱的确定有关。 确定目标反应谱 以中国规范为例,如下图,反应谱的确定与设防烈度,场地类别,地震分组有关。如果是选用其他国家的反应谱,那就按其他国家的规范要求来指定。 对于中国反应谱,可以在 www.jdcui.com 下载  [软件][规范]GB-SPECT: Chinese Code’s Design Response Spectrum[中国规范反应谱生成程序] GB-SPECT …

[地震][动力学] 对称结构的地震剪力规律

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 来自小伙伴 刘骥 的分享。这个是继《 [抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!! 》后对对称结构进行的简单测试。直接看测试结果吧。 算例1: 算例2: 可见,剪力作为矢量,是满足平行四边形法则的。同时,对于对称结构,往哪个方向输入地震加速度,总剪力均一致。 相关博文 ( Related Topics) [01] [地震][动力学] 对称结构的地震剪力规律 [02] [地震][结构] 双向地震作用效应,【先振型组合,再方向组合】及【先方向组合再方向组合】的差异?(实际案例测算) [03] [地震计算][反应谱][动力学][CQC] 振型叠加法随着组合振型数量的增加各种响应量是怎么变化的? [04] [抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!! 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!!

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 对于整体结构,X向地震作用下,结构有Y向的剪力吗?以下通过两个简单的时程分析案例进行测算。 案例1: 振型结果如下: 振型1为Y向平动 振型2为X向平动 振型3为绕Z轴扭转 案例2:案例1模型逆时针旋转45度 周期值与模型1是一样的,只是因为结构转了一个角度,振型方向不同了。 振型1为135度方向平动 振型2为45度方向平动 振型3为绕Z轴的扭转 分别对两个模型沿X向施加地震动加速度时程,进行直接积分动力时程分析。所选的地震波如下图所示。 模型1沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知,对于模型1,沿X向输入地震,Y向剪力几乎为0。 模型2沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知,对于模型2,沿X方向输入地震,结果Y向会产生剪力,且剪力大小不可忽略。 粗看似乎有点难理解,外力和内力不是应该平衡的吗?为何施加X方向加速度,结构有Y向的剪力?对于静力情况下,结构受到到的外力与的内力平衡,比如,当沿结构X方向施加力F时,结构总的剪力必然是沿X方向,且大小为F,Y方向不存在剪力。为何到了动力情况,就不满足这个规律了?不妨看一下两种情况下结构的平衡方程。 结构静力平衡方程: 其中,为结构的外力,为结构的抗力,其中,当只有X向力作用时,即 ,,即结构的抗力也只有X反向的力,y及z向的力为0   结构动力平衡方程(地震): 其中,当只有x向地震时,,即向量在非X向自由度上为0,此时结构的抗力,假设忽略阻尼,结构的抗力为,对比静力平衡下的公式()可见,尽管向量在非X向自由度上为0,但是抗力的右边项不是,而是,即所谓的绝对加速度,其中相对加速度在非X向自由度上不一定为0,当在非X向自由度上存在非0值时,抗力就可以能存在非X向自由度上的力,即对于整体结构,X向地震作用下,结构整体在其他方向也可能存在抗力,包括Y向的剪力。 对于算例1,在X向地震加速度作用下,由于结构基本只有X向的位移,因此Y向的抗力很小,进而Y向剪力很小。对于案例2,由于结构扭转了45度,在X向地震加速度作用下,结构不仅有X向的位移,也有Y向的位移,有Y向的位移,就可能有Y向的抗力及Y向剪力。 由以上分析也可发现,引起动力与静力概念上不同的错觉的原因是,把动力情况下结构的抗力当成了,实际上动力情况下结构的抗力等于(忽略阻尼情况下)。 平衡还是满足的!!!。 相关博文 ( Related Topics) [01] …

[振动台][试验][软件] 振动台(Shaking Table Test)白噪声试验数据处理——求结构自振特性

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 小伙伴问,振动台试验如何获得结构的自振特性。提取了振动台试验的数据,如何进行处理。 结构进行地震振动台试验前,均会进行结构动力特性试验。 自振特性的测试有很多种方法,如自由振动法、正弦波扫频法,白噪声扫频法。 其中白噪声扫频法的大概意思是,将模型安装在振动台后,进行地震波加载前,在振动台上输入小振幅的白噪声,进行激振试验,测量台面和结构的加速度反应。通过传递函数、功率谱等频谱分析方法,获得结构模型的自振频率、阻尼比、振型等参数。 于是小伙伴随手扔来一个白噪声扫频后测点的响应结果,按上面的思路,试试处理一下。 将测点响应导入本站的 FOUR_TRAN ( [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] ) 软件,并进行傅里叶分析 (Fourier Analysis),如下图: 可以发现在频率3~3.5Hz位置,幅值谱很大。该位置很可能就是结构的基频。 将数据导出,并进一步导入本站的DataSmoothing ( [工具][试验][编程] DataSmoothing: A Program for Data Smoothing [试验数据曲线平滑+降噪工具] )软件,进行平滑处理。如下图所示: 可以较为清晰的看到结构的基频在3.2HZ左右,其他凸起是结构的其他阶频率。 …

[地震][结构] 双向地震作用效应,【先振型组合,再方向组合】及【先方向组合再方向组合】的差异?(实际案例测算)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 近日许多公众号分享了王亚勇大师提出的双向地震作用算法,许多群都进行了讨论。抱着好奇心,趁热打铁,这里也对这块内容做个测算研究。振型分解反应谱法,在计算双向地震作用时,涉及振型组合及方向组合。对于双向地震作用效应,我们是先振型组合,再方向组合?还是先方向组合,再振型组合?不同的组合顺序对结果有什么影响?以下通过算例做些探索。 1.1 测算目的 (1)了解振型分解反应谱法双向地震作用计算时,【先振型组合、再方向组合】与【先方向组合,再振型组合】的差异。先振型组合、再方向组合的结果大,还是先方向组合,再振型组合的结果大。 (2)测算王大师提出的双向地震作用计算方法与目前规范的双向地震作用计算方法的差异。这里贴一下王大师提出的算法的公式。原文见: 1.2 测算说明 (1)振型组合方式主要有SRSS方法、CQC方法和ABS法等。本文测算时,不管是【先振型组合、再方向组合】还是【先方向组合,再振型组合】,振型组合统一按CQC组合,这也是规范建议的方法。 (2)对于方向组合,考虑两种情况进行测算,分别是SRSS组合及ABS组合。对于SRSS及ABS组合,次方向的效应折减均取0.85。则,王大师建议的方法即,先方向组合,后振型组合,且方向组合采用ABS组合的方法。规范方法为,先振型租后,后方向组合,且方向组合采用SRSS组合的方法。 (3)测算的效应。由于王大师的ppt对新旧方法构件层次的内力响效应给出了较多例子。这里主要测算结构的宏观效应:楼层剪力及扭矩(累积扭矩)。结构的楼层剪力及累积扭矩值也是一种效应。 (4)测算的算法 假定,Sj(x),Sj(y)分别为X向及Y向单向地震作用下振型分解反应谱法获得的结构的地震效效应。对于本文的测算,指的是结构的楼层剪力或累积扭矩。 A.对于先振型组合,后方向组合,方向组合采用SRSS组合的验算过程: Step1:进行CQC振型组合,获得的两个方向地震作用振型组合后的效应S(x)及S(y) 其中, Step2: 进行SRSS方向组合,获得的X向为主方向及Y向为主方向的地震作用效应S(EX0.85EY)及S(EY0.85EX)。其中S(EX0.85EY) = sqrt( S(x)*S(x)+0.85*0.85*S(y)*S(y)) B.对于先方向组合,后振型组合,方向组合采用SRSS组合的验算过程: Step1:先进行SRSS方向组合,X方向为主方向的地震效应为Sjmx =sqrt( Sj(x)*Sj(x)+0.85*0.85*Sj(y)*Sj(y));Y方向为主方向的地震效应为Sjmy =sqrt(0.85*0.85* Sj(x)*Sj(x)+Sj(y)*Sj(y)) Step2:分别对Sjmx 及Sjmy 进行CQC振型组合,获得的X向为主方向及Y向为主方向的地震作用效应,同样命名为S(EX0.85EY)及S(EY0.85EX),其中, …

[软件应用][设计] YJK中墙的内力、应力查看(软件测算)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 测算YJK中墙的内力及应力结果。如下图 墙受面外荷载: 弯矩: 墙单元的弯矩: 墙的面外剪力 墙单元的剪力 3d内力图给出的是积分后整个截面的内力结果。等值线图中可给出的是有限元各点的内力、应力、配筋结果。也就是单位m的结果,需要积分才是整个截面的结果。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[地震工程][抗震][规范] 对抗规反应谱的速度段、位移段按理论规律调整,反应谱会变成什么样?

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 抗规反应谱如下图, 其中: 假定0~Tg为加速度控制段,Tg~5Tg为速度段,5Tg以上为位移控制段,则速度段衰减指数取为了0.9,即T-0.9衰减而不是按T-1衰减,可见γ的公式。 位移段则是在5Tg处按斜率η1直线衰减,而不是按理论的T-2衰减。 假定按对抗规反应谱的速度段、位移段按理论规律调整,反应谱会变成什么样? 以7度0.1g,III类场地大震下的反应谱为例,调整前后的反应谱结果如下图所示。 由上图可见,考虑速度段及位移段分别按T的-1次方及-2次方修正后,加速度显著减小,尤其是5Tg后,加速度衰减很快,周期大于3s后,修正反应谱不到规范反应谱的一半。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[结构][软件] 刚度越大内力越大吗?(单榀框架测算)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 梁截面不同,左边小,右边大, 竖向荷载下的梁弯矩 ,越往右边,梁越像简支,端部弯矩越小,跨中越大。 地震下的梁弯矩,左边最大 风下的梁弯矩,左边最大 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[结构][抗震] YJK中Ritz向量法模态分析需要注意的一些地方

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 测试模型发现,用Ritz向量法算模态,会出现这样的问题: (1)模态数量默认是3的倍数,不管输入计算模态阶数是多少阶,实际计算的模态数量都是3的倍数,比如输入计算2个模态,实际会计算3个模态,可能认为这样会精度高一点。 (2)计算模态阶数不同,实际算出来同阶模态是可能不同的,振型形状及周期都不同,原本第三阶周期都是扭转的了,但仅算3阶及6阶模态时,第三阶为平动了。这个有点迷了。。。。。。不知道是不是内部存在什么排序,毕竟存在迭代。但仅算3阶及6阶模态时第3阶平动对应的振型及周期在算30阶模态的振型上似乎也没找到对应。 不过,以上只是测试,如果实际输入正常的模态数量。应该是没问题的。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[抗震][结构设计][规范] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大?

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 题目可能好像提的不是太专业,因为通常轴压比说的是抗震的情况下的概念,所以这里加上了双引号。不过,不要在意这些细节。起因是,小伙伴在群里讨论轴压比的相关问题:混凝土柱的轴压比是不是不能大于1.0,非抗震情况下是不是不能比1.0大太多? 先引出轴压比的公式,对于普通混凝土柱,设计轴压比的定义为 N/(fc*A)。N为设计轴力(抗规为考虑地震组合下的轴力值),fc为混凝土轴心抗压强度,A为混凝土截面面积。 这里面有两个问题: (1)轴压比是否大于1.0? (2)轴压比如果能大于1.0,能大多少? 在混凝土结构设计中,构件的轴压比,是抗震设计时提出的概念。在地震作用下,构件存在往复变形,限制竖向RC构件的轴压比不过大主要是为了提高构件在往复荷载作用下的延性。因为,在相同构件配筋条件下,轴压比越大,构件越倾向于小偏心受压破坏(脆性),轴压比越小,越倾向于大偏心受压破坏(延性好)。在非抗震设计情况下,因为构件不存在地震情况下的往复荷载作用,因此对延性无直接控制要求,侧重强调构件的承载力,规范对“轴压比”无直接控制。 限制轴压比,主要是控制构件延性。从轴压比的公式也可以看出,轴压比等于1.0也不是构件破坏的临界条件,因为公式没有考虑钢筋的作用,1.0仅表示压力全为混凝土承担,素混凝土情况下,构件破坏。 因此,问题1的回答是: 轴压比是可以大于1.0的,即便是抗震设计情况下,也可以大于1.0。抗震规范规定,当对柱子采取了可靠的提高延性的加强措施后(如附加芯柱、对柱的箍筋采用螺旋箍加密布置等等),可以提高柱的轴压比限值,最大不大于1.05。 对于问题2,抗震设计时,规范要求不大于1.05,对于非抗震设计的柱子,虽然不直接控制柱的轴压比,但柱的要满足承载力要求,当柱达到极限受压承载力时,也有对应的“轴压比”,此时的“轴压比”可以有多大? 对于常规柱,当柱不受弯仅受压时,即轴心受压时,柱能承受的轴压力最大,轴压比也最大(从PM曲线可知)。 为此,以轴心受压柱为例,通过求解轴心受压柱的承载力,即可反算出非抗震情况下,柱的轴压比。 假定柱子截面尺寸为 500*500,混凝土强度等级为C35,钢筋采用HRB400,层高为3300的底层柱,则依据《混凝土结构设计规范》6.2.15节,在假定柱配筋率的情况下,可反算柱的轴心抗压承载力N,由N可计算对应的“轴压比”。具体计算过程如下: 由以上分析可见:随着配筋率的增加,轴压比线性增加,对于混凝土等级C35,常规配筋率为2~5%的柱,最大轴压比为1.270-1.825之间,最大轴压比均大于1.0,最大为1.825。 采用同样的方式,我们可以获得C35~C60的柱子随着配筋率的变化最大轴压比的变化,如下图所示: 由上图可见,相同配筋率情况下,混凝土等级越大,最大轴压比越小。 将不同混凝土等级5%配筋率情况下柱的最大轴压比数据进行整理,并绘图,结果如下: 由此可见,非抗震情况下,C60柱最大轴压比为1.444,C35柱最大轴压比1.825。由于5%配筋率是一个较大的配筋率,因此,上述5%配筋率反算的柱的最大轴压比,可以认为是一个较大值。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[Tool][软件][Update] PPPSP V2020: Pushover Performance Point Solution Program [Pushover 分析性能点求解程序][Based on FEMA 440]

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 7月拖到现在11月,终于可以更新了...... 程序图标 ( Program Icon )        程序介绍 ( Program Introduction) 基于FEMA 440等效线性化法 Pushover分析方法 的性能点求解程序。( A program for the Solution of Pushover Performance Point based on FEMA 440 Equivalent …

[软件][试验][研究] SawtoothRemove: Remove the Sawtooth Patterns in Your Test Data [剔除试验数据中的锯齿]

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 修正滞回曲线的锯齿,可以通过参考控制锯齿修正效果。Remove the Sawtooth Patterns in Your Test Data [剔除试验数据中的锯齿]。 另外网站还提供了其他几款用于修正试验数据的工具: NoiseRemoval:http://www.jdcui.com/?p=15046 该程序主要作用是,修正试验数据中的噪声,适合那些许多波动试验数据曲线。 OutlierRemoval:http://www.jdcui.com/?p=14365 该程序主要作用是,剔除数据中的异常点,毛刺点,跳跃点。数据中的这些异常点及毛刺点通常是因为采集仪器信号不稳定引起的。 Loop Modifier: http://www.jdcui.com/?p=12201  该程序主要用于根据试验的规律局部处理试验数据中的错误离散点。 SawtoothRemove: http://www.jdcui.com/?p=15493 该程序主要用于去除滞回曲线数据中的锯齿。 DataSmoothing: …

[抗震][地震计算][动力学] 随着阻尼比的增加结构的地震响应是如何变化的?

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