[Book][PERFORM-3D Theory and Tutorials — Table of Contents]
《PERFORM-3D原理与实例 》— 目录;PERFORM-3D Theory and Toturials — Table of Contents
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[Book][PERFORM-3D Theory and Tutorials – Foreword ][书][PERFORM-3D原理与实例 – 前言]
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[书][PERFORM-3D原理与实例 – 工程师评语][Book][PERFORM-3D Theory and Tutorials – Reviews by Engineers ]
[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” 小叶子 “的要求,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 !. )
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 Reponse Spectra)、伪加速度谱Spa(Pseudo-Acceleration Response Spectra)及伪速度谱Spv(Pseudo-Velocity Response Spectra)。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;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)。
PERFORM-3D 位移角和结构截面数据处理软件。Drift and structural section data processing program for PERFORM-3D.
Gravity Load in Abaqus (Abaqus中重力荷载的施加)
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。
网友反馈在使用 CAD to XTRACT 插件建模的时候,用XTRACT打开插件导出的.xpj文件时截面正常导入,在XTRACT内部保存后再重新打开却出现了钢筋位置发生偏移的错误。经过检查造成这个问题的原因是:点击保存之后,XTRACT对内部记录的钢筋位置进行了四舍五入,由于截面的位置偏离原点过大,节点的坐标会较大,四舍五入之后会导致钢筋的位置相对于精确位置发生了较大的便宜。如下图是保存前后钢筋与截面相对位置的变化。因此,并不是CADtoXTRACT插件的问题,CADtoXTRACT插件输出的位置是精确的。
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。
GB18306-2015《地震动参数区划图》地震动参数计算软件。
OpenSees Steel01 Material Test. Steel01是OpenSees中最简单的单轴钢筋材料,骨架曲线为二折线,默认为随动强化,可以考虑分别考虑拉压方向的各向同性强化。(Steel01 a uniaxial bilinear steel material object with kinematic hardening and optional isotropic hardening described by a non-linear evolution equation. )
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。
利用 XTRACT 和 MATLAB 制作 PMM 3D屈服面
利用 XTRACT 和 Origin 制作 PMM 3D屈服面
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。CADtoXTRACT插件结合AutoCAD的绘图功能,通过Shape和Rebar的不同组合可以十分方便的建立工程中常用的截面和形状复杂的异性开洞截面。Based on this consideration, I developed a AutoCAD plugin — CAD to XTRACT for rapid creating section , which is simple and powerful. You can draw the section in AutoCAD and used the CAD to XTRACT plugin to export the XTRACT files.
在选波的过程中发现YJK弹性时程分析反应谱与规范谱对比出现不匹配现象,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。(1)在使用 YJK进行 时程分析时,积分时长 参数不但作为地震时程分析的持时,也作为地震反应谱计算的持时。积分时长 参数的同时影响时程分析和反应谱计算。(2)若积分时长过小,则 YJK 计算的反应谱将与地震波真实的反应谱相差过大,若以这个地震波反应谱和规范反应谱是否拟合作为选波的参考,将可能导致选择错误的地震波。如本文的例子,若选择过小的积分时长(35s)并以此计算的地震波反应谱对比图来参考选波,则很可能会选到一些持时大于35s,且以前35s加速度计算的反应谱和规范普较为匹配的地震波,而这些地震波真实的反应谱很可能远远大于规定的反应谱,从而导致错误的选取强度偏大的地震波。(PS. 这种情况,偏强的地震波由于持时取小了,那么小震弹性时程计算的基底剪力也很可能是满足规范要求的,即无法发现选波错误。)
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。
Hysteristic Loop Area Calculator [滞回环面积求解器]
总结了地震反应谱的基本概念、基本公式、对反应谱和伪反应谱的概念进行了阐述,并编制了地震反应谱计算软件 SPECTR。如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。
Mander Confined Strength Ratio Calculator. Mander混凝土本构约束强化系数计算软件。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。
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。
[01] Ground Motion Selection (选波) 服务
[02] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[03] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[04] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[05] 著:《有限单元法 Python编程》
[06] 著:《结构地震动力响应Python编程》(New!!!)
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总
[08] 自编程序 [Software Box]
