[书][PERFORM-3D原理与实例 – 工程师评语][Book][PERFORM-3D Theory and Tutorials – Reviews by Engineers ]
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[书][PERFORM-3D原理与实例 – 前言][Book][PERFORM-3D Theory and Tutorials – Foreword ]随着我国经济与技术的快速发展,近年来国内各地陆续出现各种高层、超高层及复杂结构体系,很多建筑超出了现有规范的适用范围,对于这类超限工程结构,采用传统的抗震设计方法已无法确保其安全性,目前工程中主要的做法是采用基于性能的抗震设计方法进行结构设计。基于性能的抗震设计方法与传统抗震设计方法的一个重要的不同之处在于必须通过非线性分析获得结构在罕遇地震作用下的力与变形需求,并依此进行抗震性能评估。为此,工程师必须系统、熟练地掌握一套可靠高效的结构非线性分析软件并能够对软件的非线性分析结果做出合理解读,这样才有可能完成复杂结构的非线性分析与抗震性能评估工作。PERFORM-3D(Nonlinear Analysis and Peformance Assessment for 3D Structures)由美国加州大学伯克利分校的鲍威尔教授(Prof. Granham H. Powell)教授开发,由美国著名的结构分析软件公司CSI(Computers & Structures Inc.)负责发行和维护,是一款致力于三维结构非线性分析和抗震性能评估的软件。PERFORM-3D拥有丰富的单元模型、高效的非线性分析算法及完善的结构性能评估系统,是一款同时适用于科研和工程的结构非线性分析软件,目前已广泛应用于我国结构抗震研究领域及实际工程实践中,是工程界和科研界认可度与接受度均较高的结构非线性分析及抗震性能评估软件。由于PERFORM-3D为英文软件,软件自带的英文帮助文档又涉及较多的力学知识与结构概念,导致初学者很难在短时间里掌握软件的使用方法及理解软件的精髓。目前市面上关于PERFORM-3D的书籍较少,且各有侧重,对于PERFORM-3D软件的学习仍显匮乏。为此,作者决心将自己学习弹塑性分析与PERFORM-3D的心得整理成书,以书会友,希望能帮助到有需要的朋友。众所周知,要想掌握一款结构分析软件,必须对软件的设计思路及涉及的理论知识有较好的把握,而理论知识是十分枯燥的,兴趣是学习理论知识的最好老师,而培养兴趣的最好方法是将理论和实践相结合。为此,本书将PERFORM-3D涉及的常用材料模型、单元模型及分析方法分成多个相互独立的章节进行讲解,每一个章节主要涉及一个独立的主题,如某种材料、单元或者分析方法,并针对该章内容设计一个本章特有的算例进行Step by Step地讲解,且在讲解算例前先对该章用到的理论知识及结构概念进行梳理,将软件的基本原理、基本操作、参数定义方法及使用技巧通过算例讲解有机地结合起来,使读者能够快速把握相关主题的关键点,并通过实例做到举一反三。
小白学设计——闲谈结构层间位移角!!!根据规范给出层间位移角的定义:楼层层间最大位移与层高之比。设层间位移为Δ,层高为h,则层间位移角为Δ/h。
应网友建议,给CAD2XTRACT插件添加带圆弧截面的支持。( Support for section shapes with arc segment has been added for CAD2XTRACT v1.2 !. ) 例子 ( Examples ) (1) Example 1 (2) Example 2 (3) Example 3 程序下载 ( Program Download ): …
三联反应谱的基本概念(Basic Concept of Tripartite Response Spectra) 地震反应谱是结构抗震分析与设计中的重要工具。结构抗震设计中常用的反应谱主要包括位移谱Sd(Displacement Response Spectra)、伪加速度谱Spa(Pseudo-Acceleration Response Spectra)及伪速度谱Spv(Pseudo-Velocity Response Spectra)。三者之间存在以下关系: 由上式可见,三种反应谱之间存在一一相互对应关系。 对上式左右两边取对数,可得以下关系: 由以上关系可见:(1)当谱加速度为常数时,谱速度和周期之间呈线性关系,为沿45°斜直线方向;(2)当谱位移为常数时,谱速度和周期之间呈线性关系,为沿-45°斜直线方向;利用上述关系,可以将位移谱Sd(Displacement Reponse Spectra)、伪加速度谱Spa(Pseudo-Acceleration Response Spectra)及伪速度谱Spv(Pseudo-Velocity Response Spectra)统一表述到4对数坐标系(Four-Way Logarithmic Graphs)中,相应的反应谱称为三联反应谱(Response Spectra Tripartite Plot)。 典型的四对数坐标系下三联反应谱如下图所示: 三联反应谱实例(Example of …
悬链线(Catenary)是一种曲线,它的形状与悬在两端的绳子因均匀引力作用下掉下来之形相似。适当选择坐标系后,悬链线的方程是一个双曲余弦函数。(1) 悬链线的基本概念(2) 悬链线的公式推导(3) 悬链线的参数确定思路及数值求解算法
应网友要求,增加一个用于PERFORM-3D的工字形柱纤维截面剖分工具。 A small program to share with you. 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 针对PERFORM-3D软件的工字形截面柱纤维截面工具剖分小工具。程序通过导入文本参数(.csv),直接生成纤维截面的参数,并导出PERFORM-3D需要的二进制文件(.PF3CMP)。然后通过PERFORM-3D导入.PF3CMP文件完成繁琐的纤维截面输入工作,节省你的时间。 This program is used for the data input of the “Inelastic Fiber Column Section” in …
基于构件变形的框支剪力墙结构抗震性能评估(Seismic performance evaluation of frame-supported shear wall structures based on component deformation)提出一套框支剪力墙结构抗震的安全性评估原则,用于评估按照中国现行规范设计的一系列框支剪力墙结构模型.通过罕遇地震作用下弹塑性时程分析,获取结构及构件的变形和内力,采用基于变形指标的性能评估方法来评估结构各构件在大震下的破坏情况,分析结构的整体安全性及各构件的性能分布情况.结果表明:框支剪力墙结构的薄弱层位于转换层以上一层,而薄弱层的框支剪力墙容易发生剪切破坏;用现行规范大震下薄弱层层间弹塑性位移角无法准确评估框支剪力墙结构的性能.
一个PERFORM-3D整体信息处理程序。 A program for drift and structural section data processing. 程序图标 ( Program Icon ) 程序作者 ( Author) JiDong Cui (崔济东) 1 1.华南理工大学 土木与交通学院; 程序介绍 ( Program Introduction) PERFORM-3D 位移角和结构截面数据处理软件。Drift and structural section data …
Abaqus的Standard模块中,重力通过指定材料的密度、定义静力加载步并施加重力加速度的方式来施加。 In Abaqus/Standard, gravity load are specified by three steps: define the density property of material, define static loading step and apply gravitational acceleration load to the whole model. 例子 ( Example) 一个桁架的重力分析(A gravity …
在ABAQUS的混凝土塑性损伤本构中,塑性损伤参数是影响钢筋混凝土构件行为的重要参数,其取值不仅影响卸载或反向加载的刚度,且直接对构件应变成分有很大影响.对国内外多组混凝土单轴往复压、拉试验数据进行统计分析及数据拟合,提出了一种新的塑性损伤参数的取值方法.与其他方法的比较及数值试验均表明,该方法能较准确地反映真实的混凝土退化特性,并且相对于其他损伤参数取值方法形式更为简洁,便于使用.
In order to establish the relation between damage state and member deformation of the L-section RC shear wall, 216 FE models designed to meet the requirements of the Chinese codes were set up. The analysis fully considers the variation of parameters including axial load ratio and shear span ratio etc. According to the results, criteria of classifying failure modes of L-section RC shear walls are proposed. Failure modes are determined by shear-span ratio, moment-shear ratio and end columns’ reinforcement ratio. Deformation limits corresponding to respective performance levels are put forward. Fitted formulas of calculating the limits are also presented. It is shown that the categorization criteria are reliably accurate in predicting failure modes. Deformation limits of a given L-section RC shear wall could be determined via axial load ratio and moment-shear ratio. The fitted formulas possess a satisfactory correlation with numerical results.
ANSYS 影响线分析。(Influence line analysis using ANSYS)
ANSYS 框架结构模态分析练习。(This is a small example to outline the steps required to do a simple modal analysis of a frame structure using ANSYS.)
整理学习资料。单轴情况下对数应变和工程应变的关系。 工程应变与应力(Engineering strain and stress) 基于初始几何尺寸定义,又称名义应力(normal stress)和名义应变(normal strain)。 对数应变与真实应力(Logarithmic strain and true stress) 基于当前几何尺寸来定定义,又称真实应力应变。 真实应力: 对数应变推导: 对数应力应变与工程应力应变的转换关系 (Relation between logarithmic strain and engineering strain) 体积不变: 应力转换关系: 应变转换关系: 从以上关系可以看出,真实应力比名义应力大,对数应变比名义应变大,当应变比较大时,两者差异会很大。另外,对数应变还具有可比性,可加性,这些都是名义应变所不具有的。以利用上述关系,可将名义应力应变关系转换为真实应力应变关系。
稳态热传导的控制方程与经典扭转理论的控制方程具有相似性。我们可以通过比拟,在通用有限元软件中利用稳态热传导分析的功能进行扭转问题的分析。本文结合Abaqus软件,通过一个实例说明这个比拟的具体过程。(The steady heat conduction problem and the classic torsion theory have analogy in their control partial differential equations. We can conduct a torsional analysis making use of the steady analysis fuction in general finite element program. This post gives an example on how to do torsion analysis as thermal analogy with Abaqus.)
以钢筋混凝土构件的变形性能指标限值为基础,建立基于构件性能的钢筋混凝土结构抗倒塌极限状态判别准则,并提出了”抗倒塌能力系数”的概念,用以定量评估结构的抗地震倒塌能力。在此基础上,按现行相关规范设计了27个典型钢筋混凝土框架结构,并采用文中建议的方法对结构在地震作用下的抗倒塌能力进行评估。结果表明:高度相同的框架结构,抗震等级越高,抗倒塌能力越强;抗震等级相同的框架结构,高度越大,抗倒塌能力越小;3层和6层框架结构的抗倒塌能力系数值大于1,具有足够的抗倒塌能力;抗震等级为二级的9层框架结构抗倒塌能力系数在0.5~0.8之间,应提高结构的抗倒塌能力;柱的轴压比和配筋率对框架结构的抗倒塌能力有较大的影响;框架结构层间位移角最大的楼层不一定是构件破坏最严重的楼层,仅用层间位移角评估结构的抗震性能尚有不足。
通过9根钢筋混凝土梁的低周往复试验,对比研究不同抗震等级RC梁的破坏形态、延性、滞回性能、耗能能力及刚度退化等。结果表明:剪跨比为2.0的试件发生弯曲滑移破坏,剪跨比为3.0的试件和剪跨比为4.2的试件发生弯曲破坏;剪跨比为2.0的试件抗震等级分别为二级和四级,表明满足规范抗震等级要求的RC梁试件无法避免发生弯曲滑移破坏;同组试件中,抗震等级越高(配箍率越大),试件的极限位移角越大。除去发生弯曲滑移破坏的试件,试件的极限位移角随抗震等级的提高呈线性增长趋势;抗震等级相同时,弯曲滑移破坏的试件刚度退化比弯曲和弯剪破坏试件严重;弯曲滑移破坏与弯曲破坏的RC梁试件其耗能分别集中在塑性阶段的前期和中后期。
将结构整体变形和构件变形作为双重控制指标,提出了罕遇地震作用下结构的安全性评估方法,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计的典型框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下的安全性进行评估。结果表明:以层间位移角作为大震性能评估的唯一标准存在不足,结构的最大层间位移角与结构构件损伤没有直接关系,统计得出框架-剪力墙结构首层层间位移角限值为1/200;引入长周期反应谱影响系数以考虑地震波反应谱形状的影响,并给出建议影响系数取值为0.9~1.05;Ⅱ类~Ⅳ类场地土中7度及7.5度抗震设防的模型均满足安全性要求,8度设防出现个别模型不满足安全性要求。
以钢筋混凝土构件的变形性能指标限值为基础,提出基于构件性能的钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能判定准则和评估方法,并给出结构“抗大震能力储备系数”的概念,用以定量评估结构抵抗特大地震的能力储备。在此基础上,按现行规范设计了27个剪力墙结构模型$采用有限元分析软件PERFORM-3D进行弹塑性动力时程分析和IDA分析,并采用文中提出的结构性能判定准则和方法对结构进行性能评估。结果表明,剪力墙结构层间位移角大小与构件损伤程度不相符合,仅用层间位移角评估结构的抗震性能尚有不足;在7度0.1g、7度0.15g、8度0.2g抗震设防烈度下,场地特征周期为0.35s和0.45s的结构能够满足规定的性能要求,场地特征周期为0.65s的结构大多不能满足性能要求;按0.35s和0.45s场地特征周期设计的结构抗大震能力储备系数大多在1.2~1.4,具有一定的抵抗特大地震的能力储备。
[01] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[02] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[03] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[04] 著:《有限单元法 Python编程》
[05] 著:《结构地震动力响应Python编程》
[06] 著:《Grasshopper建筑结构参数化建模应用实例》
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总
[08] 自编程序 [Software Box]
![Grasshopper建筑结构参数化建模应用实例[Practical Examples of Parametric Modeling for Building Structures Using Grasshopper]](http://www.jdcui.com/wp-content/uploads/2026/01/封面.png)