[书][PERFORM-3D原理与实例 – 前言]

[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。

[程序] P3D_Global: PERFORM-3D Global Response Processor [PERFORM-3D结构响应处理]

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 …

Gravity Load in Abaqus (Abaqus中重力荷载的施加)

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 …

GB18306-2015地震动参数确定步骤与实例 (Ground motion parameter determination steps and examples of GB18306-2015)

前段时间分享了一个用于GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数计算的免费小程序,收到了很多网友的反馈。许多网友对部分地震动参数的计算过程存在一些疑问,比如,非Ⅱ类场地的地震动加速度峰值计算、非Ⅱ类场地不同地震动水平下地震动峰值加速度的关系等。这里对GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数的计算过程做一个整理,并通过一个简单实例介绍具体的地震动参数计算过程。

[论文][Paper]强震作用下基于构件性能的钢筋混凝土框架结构抗倒塌能力评估

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。

[程序] SGMPZM: Seismic Ground Motion Parameter Calculator of Chinese Zonation Map [《GB18306-2015 地震动参数区划图》地震动参数计算软件]

分享一个小程序。  A small program to share with you. 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) GB18306《中国地震动参数区划图》中的中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动加速度反应谱特征周期区划图(“两图”),是确定抗震设防要求的核心技术要素。该标准给出了中国地震动参数区划图技术要素、基本规定和地震动参数确定方法。GB18306-2015《中国地震动参数区划图》是目前最新的地震动参数区划图,新的标准对原来的GB18306-2001《中国地震动参数区划图》的“两图”进行了修订。为方便工程师使用新版本规范,我编制小软件。软件根据 GB18306-2015《中国地震动参数区划图》的规定,计算地震动参数,并可将结果保存为文本数据。The zoning map of peak ground acceleration in China …

OpenSees Steel01 Material Test

学习一下OpenSees的钢筋材料 — Steel01,测试一下材料的性能。 Steel01是OpenSees中最简单的单轴钢筋材料,骨架曲线为二折线,滞回法则默认为随动强化(即可以考虑 包辛格效应 ),同时可以分别考虑拉压方向的各向同性强化。(Steel01 is a uniaxial bilinear steel material object in OpenSees. It is with kinematic hardening and optional isotropic hardening described by a non-linear evolution equation. ) 模型参数(Material …

[加固改造] CAD2XTRACT 插件复杂嵌套截面建模实例(外包钢板加固改造案例) [CAD2XTRACT plugin complex nested section modeling example (outsourcing steel plate reinforcement and renovation case)]

CADtoXTRACT 插件复杂嵌套截面建模实例。许多第一次使用插件的用户不太知道如何入手建模,其中使用者提问得比较多的是对于复杂嵌套截面的建模问题。为此,这里以一个外包钢板加固型钢混凝土柱嵌套截面的XTRACT建模为例,对此类问题进行说明。对于其他嵌套截面的建模,用户可以参考照这个例子举一反三。

XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(MATLAB版)

在上一篇博文《XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(Origin版)》的基础上,在MATLAB中绘制PMM 3D 屈服图。 数据的准备和处理基本步骤和上一篇博文类似。 例子(Examples) 3D框线图: 3D曲面图: 3D透视图: 小结(Conclusions) MATLAB作图还是十分方便的。 通过这些方法,可以去研究一些特殊截面的PMM屈服面的情况了,有时间可以进行一些案例学习,期待下期博文。 相关话题(Related Topics) [01] CAD to XTRACT 插件应用的一些问题 [02] XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(Origin版) [03] XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(MATLAB版) [04] CADtoXTRACT 插件复杂嵌套截面建模实例 [05] CADtoXTRACT应用问题之-XTRACT数据的精度 …

XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(Origin版)

有网友问如何利用XTRACT的分析结果制作PMM 3D屈服面,问能否做个小教程。 这里结合XTRACT、本站开发的CAD to XTRACT插件还有Origin软件做个简单的案例。希望对有这方面需要的人有用。 主要步骤(Main Steps) (1)在CAD绘制好需要分析的截面 (2)利用CAD to XTRACT插件在CAD图形转换为XTRACT模型 (3)导入XTRACT模型,沿不同加载方向创建多个PM分析工况,并进行分析 (4)保存多个PM分析工况Mxx,Myy,N的分析结果,变为一列 (5)将数据导入Origion,利用Origion制作 3D PMM屈服面 例子(Examples) (1)在CAD绘制截面 如图 一个500X800的矩形截面,绘制好钢筋。 (2)利用CAD to XTRACT插件将CAD图形转换为XTRACT模型,导出 (3)导入XTRACT模型,沿不同加载方向创建多个PM分析工况,并进行分析 导入模型 分别按加载角度0,30,60,90,120,150度定义PM分析工况 PM0,PM30,PM60,PM90,PM120,PM150, 且工况选择 Full Diagram,这样就不需要绕360度定义工况。 …

[程序] CAD2XTRACT: Convert any AutoCAD section to XTRACT [将任意的AutoCAD截面转换为XTRACT]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) XTRACT是一个功能十分强大的截面分析软件,在做结构设计和分析时经常用到。然而XTRACT自带的截面建模功能比较弱,尤其是在创建任意形状截面的时候。为了提高效率,我编制了CAD to XTRACT插件,其利用了AutoCAD强大的绘图功能,在工程师熟悉的AutoCAD上绘制好截面,然后转换成XTRACT模型。下面介绍一下插件。支持任意截面形状的转换。 XTRACT is a powerful sectional analysis program, it is frequently-used in structural design and analysis. However, the build-in tools …

[程序资料] YJK地震波反应谱分析与地震波选取 (seismic wave response spectrum analysis and seismic wave selection)

实干、实践、积累、思考、创新。 这两天有网友向我反映,用 GMS ([Earthquake Ground Motion Selection Service] 强震记录选取(选波)服务)选出的地震波放进 YJK 里进行弹性时程分析,效果很不理想,原本在 GMS 里与规范反应谱匹配的地震波在 YJK 的反应谱对比图里显示不匹配,并且差异巨大,如下。 GMS 选的地震波反应谱对比: 地震波在 YJK 中的反应谱对比: 从以上两图可看出:GMS 中,地震波反应谱和规范反应谱匹配;在 YJK 中,地震波反应谱值相对于规范反应谱严重偏小,在关键周期上相差超过90%。 那么是什么原因导致两个软件计算的反应谱存在差异呢??? 😎  🙄 在确认 GMS 反应谱计算无误的前提下,经过一番测试,最终找到了问题的所在: YJK 中的弹性时程分析参数  积分时长 。 积分时程参数在 弹性时程分析-> 计算参数中进行设置,如下图: 通过说明文档可以知:“ 积分时长 指程序采用的时程数值积分计算的时间总长度,起始积分时刻默认为0秒。不同的地震波持续时间不同,程序根据地震波库中大部分地震波的持续时间,默认了35秒的积分时长,基本保证所有地震波的最大反应在内,同时节省积分计算时间,如遇持续时间较长的地震波,可以适当增加积分时长设置。” 经过测试发现,积分时长 不但控制地震波的地震时间,而且控制地震波反应谱的计算。于是找到了问题的所谓,由于一开始分析使用的是默认的积分时长参数35s,而恰好GMS选出来的这批地震波都在100s左右,而YJK里面计算反应谱使用的地震波时长为35s,因此导致计算出来的地震波反应谱比实际反应谱偏小,进而导致了在GMS中选好的反应谱与规范反应谱较为匹配的地震波在YJK里却显示反应谱不匹配的情况。 找到了原因之后,将默认的积分时长修改为 100s,重新进行计算,并进行地震波反应谱和规范反应谱的对比,结果如下图所示: 默认积分时长(35s): 调整积分时长(100s)后: 从上图可见,当积分时长取得足够之后,可以发现 GMS 选的地震波与规范反应谱匹配得很好。 …

[抗震理论] 地震反应谱的特性(The Characteristics of Earthquake Response Spectrum)

最近很开心,前段时间分享了 SPECTR — 地震波反应谱计算工具, 许多网友使用过软件后都给我回馈。 本文利用 SPECTR 软件,对几个实测地震加速度记录进行反应谱分析,总结常用反应谱的一般特性,和大家一回顾反应谱的一些基本概念,也当做 SPECTR 的一个典型的应用吧。 先将总结的资料分享给大家,也算回馈支持网站建设的朋友,希望大家能够继续支持,也欢迎大家相互交流学习。     下载(Download) Download :地震反应谱的特性 相关博文(Related Posts) [1] Earthquake Response Spectra [地震反应谱] [2] SPECTR – A program for Response Spectra …

SDOF-System

[地震工程] Earthquake Response Spectra [地震反应谱]

 反应谱的基本概念(Introduction to Response Spectra) 地震动反应谱:单自由度弹性系统对于某个实际地震加速度的最大反应(可以是加速度、速度和位移)和体系的自振特征(自振周期或频率和阻尼比)之间的函数关系。工程中常用到反应谱的概念,如,我们目前采用的是基于反应谱的抗震设计方法、在静力弹塑性分析的时候我们还需要用到反应谱、在动力时程分析选择地震波的时候,我们还常需要以规范的设计反应谱为参考,要求选择的地震波的反应谱和设计反应谱相比不能偏差过大。 反应谱的理论公式(Basic Equations of Response Spectra)  单自由度地震作用下的动力方程: 从公式(2-5)可知,结构的地震动响应只和 3 个变量有关:地面加速度()、结构的阻尼比(ξ)和无阻尼结构体系的圆频率(ω)。因此对于一个给定的地震动,结构的位移响应ur 是圆频率(ω)和阻尼比(ξ)的函数。根据反应谱的概念,对于特定的地震波,只要选定阻尼比ξ,结构的最大响应(包括,速度、位移和加速度)是结构频率ω的函数,对一条特定的地震波,圆频率(ω)取不同的值进行动力时程分析,将获得响应最大值作为纵坐标,圆频率(ω)为横坐标绘图,就得到反应谱曲线。 常用的地震反应谱(Commonly used Response Spectra) (1)反应谱(Response Spectra) 当最大响应分别取相对位移、相对速度、绝对加速度时,我们可获得以下反应谱: 相对位移反应谱: 相对速度反应谱: 绝对加速度反应谱: (2)伪反应谱(Pseudo-Response Spectra) 另外,工程中还常用到伪反应谱。所谓伪反应谱是指,当我们获得相对位移位移反应谱后,通过以下公式获得伪相对速度反应谱、伪绝对加速度反应谱: 伪相对速度反应谱: 伪绝对加速度反应谱: …

[程序] MCSR: Mander Confined Strength Ratio Calculator [Mander混凝土本构约束强化系数]

软件图标 (Program ICON) 引言(Introduction) 上一篇博文《Mander Confined Concrete Model 资料整理》总结了Mander模型参数的计算方法,其中该模型十分关键的一个参数为约束混凝土的峰值强度fcc’。关于fcc’的确定,Mander模型原文(Ref. 1)给出的方法为:首先确定两个方向的约束系数,然后通过查图得到约束强度系数(Confined Strength Ratio),进而得到fcc’(博文《Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]》也提到),不方便使用。 原文给出的约束强度系数(Confined Strength Ratio – fcc’/fco’)图: 为此,编制小程序计算Mander模型的约束强度系数,程序如下图所示。 程序功能(Program Features): 程序通过输入两个方向的有效约束系数,计算Mander混凝土模型的约束强度系数,省去查图的过程,方便平时做数值模拟。 This …

[程序] GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统]

实干、实践、积累、思考、创新。 前面一篇博文《Ground Motion Library [强震记录管理]》介绍了如何高效管理强震记录以及利用GML程序管理强震记录的一些想法。然而,拥有一套常用的强震数据库是仅仅是一个基础,事实上,如何快速并智能地选取合适的地震波进行动力时程分析才是其真正价值的体现,不管是做研究还是做工程。基于这个想法和概念,我也编制了强震记录选择系统——GMS来完成高效选波的任务。以下简单介绍它。 程序图标 ( Program Icon )               程序介绍 ( Program Introduction) 程序提供了多种地震波搜索功能,包括根据场地特性来、地震波特性、反应谱等参数或者这些参数的组合来选取地震波。程序还提供了根据美国规范《ASCE/SEI 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》和中国规范的要求进行选波的功能,对于工程应用十分方便。程序还能输出强震记录的反应谱,输出详细的搜索报告。 程序界面 ( …

[程序] SWGEN: Artificial ground motion generator [人工模拟地震动][人工波生成工具]

新版软件已经放到这个连接:http://www.jdcui.com/?p=17154 人工模拟地震动是一个很有趣的研究课题。目前关于人工模拟地震动这方面的研究有很多新的进展。可以在谷歌学术输入诸如“Artificial Ground Motion”等关键字可以搜索大量的参考资料。当然,你也可以从Jack W.Baker的研究团队(http://stanford.edu/~bakerjw/index.htm)找到这方面研究的新成果。要完全读懂这方面的新文献,通常需要具备很多知识,除了最基本的结构动力学、结构随机振动、地震工程学等专业知识外,还需要各种数学和信号处理知识,如傅里叶变换、小波变换等。 🙂 🙂 一直都很想写一个生成人工波的小软件,最近很开心,找了个机会和我的好朋友兼好同学——沈雪龙(XueLong Shen,华南理工大学建筑设计研究院工程师)来实现了这个生成人工波的小软件(如下图),软件可以根据中国规范的反应谱和自定义反应谱生成与反应谱匹配的人工模拟地震波。这是我们合作开发的第一个小软件,后面将推出更多我们一起合作开发的更多小软件,期待!! 🙂  🙂 软件采用最简单的三角函数法来生成地震波,应该说这是一种最古老也是最简单的地震波生成方法,60~70年代就提出来了。著名的SIMQKE程序的第一版就是采用这个方法。最近课题比较忙,后面再找时间给出该软件更多的理论知识和使用说明。 下载 ( Download ) 新版软件已经放到这个连接:http://www.jdcui.com/?p=17154 相关话题 ( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] …

[程序] YTP: A Pre Process Program for PERFORM-3D [YTP PERFORM-3D前处理软件]

PERFORM-3D前处理功能不够人性化,通常建一个模型需要花费大量的时间和精力,非常不利于工程应用。为此,我们充分利用了ETABS、YJK、AUTOCAD、PERFORM3D等常用软件的优点,编制了符合工程师习惯的PERFORM-3D前处理软件 — YTP,大大提高了我们的工作效率。

Confined Strength Ratio - Mander

[混凝土] Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]

Mander约束混凝土本构模型是钢筋混凝土结构弹塑性分析常用的混凝土本构模型。然而该模型的约束混凝土抗压强度计算比较繁琐,原文(Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete)仅给出等围压作用下约束强化系数的计算公式,对非等围压作用下约束强化系数的计算,原文通过查表的方式给出。仔细阅读原文发现,Mander约束本构模型的破坏面(failure surface)是基于William-Warnke 5参数模型通过试验数据回归得到的。根据回归的实验数据,可通过计算获得相应的强化系数,以下给出侧压从0到0.88fc变化时非等围压作用下约束强化系数的计算结果。

[软件] NGAConverter: PEER NGA Ground Motion Convertor [PEER地震波数据格式转换器]

分享一个小程序。  A small program to share with you. 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 太平洋地震工程研究中心(PEER)强震数据库格式转换器。 程序可以将原本5列的地震波数据转换成任意列,并支持地震波峰值的调整、地震波时间间距的调整,方便工程和研究。 程序支持转换旧数据库(NGA-West)和新数据库(NGA-West2)的地震波文件。 NGA-West2 网址:  http://ngawest2.berkeley.edu/。 A program can be used to transform a PEER Ground Motion Database …

[程序] GB_Concrete: 中国规范混凝土骨架曲线生成工具 [Chinese Code’s Concrete Backbone Curve]

今天和大家分享一个小程序。  Today I want to share a small program with you。 程序图标( Program Icon) 程序介绍 ( Program Introduction) 该程序用于生成中国混凝土规范(GB 50011-2010)附录C的混凝土骨架曲线。 程序可以输出骨架曲线的文本文件和图片。   This program is used for generating backbone curves of concrete material according …