实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 伪程序员 建筑结构 抗震设计 振动控制 弹塑性 编程 软件开发 有限元 超高层 超限设计
实干、实践、积累、思考、创新。 来自团队小伙伴的分享，通过ETABS二次开发，实现超高层伸臂桁架位置敏感性分析。Sensitivity analysis of the position of the outrigger truss in super high-rise buildings 相关资料 ( Related Topics ) [01] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive SAP2000] [02] [CSI OAPI][编程] …
实干、实践、积累、思考、创新。 CSI API编程训练第二课，这次做一个基于虚功原理的伸臂桁架几何优化，主要训练如何通过编程控制SAP2000修改节点位置，自动提交计算分析，并提取构件的内力等。 对于桁架结构，根据虚功原理，结合单位荷载法可知，结构任意一点在指定方向的位移可按以下公式表示： $${\Delta = \sum {\int {\frac{{n{F_N}}}{{EA}}} } {\rm{ds}} = \sum {\frac{{n{F_N}L}}{{EA}}} }$$ 其中，\(n\)为杆件的虚拟轴力，\({F_N}\)为杆件的真实轴力，\(E\)为杆件的弹性模量，\(A\)为杆件的截面面积，\(L\)为杆件的长度。 根据Baker的研究可知，对于静定桁架结构，各杆件处于等应力状态时，结构杆件是最优的。这个最优说的是，对于给定挠度，当所有杆件均处于等应力状态时，所需结构材料用量最小；或者说对于给定材料用量的结构，当所有杆件均处于等应力状态时，结构挠度最小。 假设各杆件的应力水平均达到同一个值，设为\(e = \frac{{{F_N}}}{{EA}}\)，此时结构任意一点在指定方向的位移公式变为以下： $${\Delta = \sum {\int {\frac{{n{F_N}}}{{EA}}} } {\rm{ds}} = e\sum {nL} …
实干、实践、积累、思考、创新。 以下内容来自团队成员 吴金诚(WJC) 整理分享。 某工程转换桁架节点有限元分析 作者：吴金诚 01 工程概况 某超高层在立面存在退台收进，结构采用了搭接桁架转换的收进方式。搭接桁架属于关键构件，因此除了对其进行性能验算，还需对其关键节点进行有限元分析。本文将介绍搭接桁架中的三个关键节点（如图1.1所示）的有限元分析情况。 图1.1 搭接桁架关键节点示意 02 节点一 节点一是斜腹杆相交节点。在最不利组合荷载下，JD1除两腹杆翼缘相交处由于应力集中出现局部屈服，节点其余大部分区域未出现屈服，最不利组合荷载小于该节点的最大承载力。 图2.1 节点一轴测图 图2.2 节点一计算简图与模型三维效果图 图2.3 节点一Mises云图与PEEQ云图 03 节点二 节点二为转换桁架腹杆与框支柱的连接节点。在最不利组合荷载下，JD2除转换桁架腹杆翼缘与连接隔板及连接腹板相交处由于应力集中出现局部屈服，节点其余大部分区域未出现屈服。最不利组合荷载小于该节点的最大承载力。 图3.1 节点二轴测图 图3.2 节点二计算简图与模型三维效果图 图3.3 节点二钢构件Mises云图 …
实干、实践、积累、思考，创新。 典型核心筒斜墙转换区的受力如上图所示。 在斜墙斜率取值合理的情况下，斜墙的竖向力的水平力分量通常主要通过起止层楼板、剪力墙及连梁自平衡抵抗。核心筒外梁板分担的力实质上是非常小的。 斜墙起始层，核心筒内受拉，核心筒外受压。 斜墙终止层，核心筒内受压，核心筒外受拉。 斜墙中间楼层，通常不分担水平力。 通常情况，斜墙起始层楼板受力较大，终止层受力较小。 由于起止层楼板的重要，因此，通常起止层楼板需要加厚，配筋需要加强。 沿斜墙方向，由于拉力需要靠内墙及连梁形成的自平衡体系抵抗，因此需要复核连梁及内墙的水平拉力，如果拉力较大，需要加强，比如在关键传力连梁上设置贯通剪力墙的钢骨。 斜墙主要是竖向荷载传递上特殊，因此需特别关注竖向荷载下斜墙区域的受力特性（楼板应力、斜墙位移、连梁拉力、内墙抗剪、斜墙面外受力）。 相关博文( Related Topics) [01] [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 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 [03] [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？ [04] [结构设计][动力学] YJK中CQC振型组合地震力的复核 [05] [结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记 [06] [结构][设计][规范] …
实干、实践、积累、思考、创新。 随后更新… 相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例（GMS选波系统-选波应用案例1） [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例2） [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例4） [05]. [工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例5） [06]. [工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例6） [07]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例7） [08]. [工程][选波][地震波] 某8度区框架-剪力墙结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例8） [09]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例9） [10]. [工程][选波][地震波] 某7度区大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例10） [11]. …
坚持实干、积累、思考，创新。 实际模型，算例为某7度区超高层（500m），进行考虑与不考虑P-DELTA效应的结构计算对比，简要对比结果如下。 周期 [Period] 从周期结果看，考虑P-DETA后，结构刚度变弱，周期变长。这个可直接理解。 地震剪力(剪重比调整前) [Seismic Shear Force before adjustment] 如下图，考虑P-DATA前后，地震剪力差异没有太大。造成这种现象的主要原因是因为，结构基本周期大于6s，而6s后规范反应谱按拉平的方式处理，因此地震力影响不大。实际考虑P-DELTA效应后，结构周期变长，一般情况，地震力会减小。 地震剪力(剪重比调整后) [Seismic Shear Force after adjustment] 如下图，考虑P-DATA前后，地震剪力差异没有太大。原因已在前面表述。 地震位移角 [Story drift under seismic load] 对于该结构，由于考虑P-DELTA前后地震力变化不大，而考虑P-DELTA后，刚度减弱，因此，在相同的地震力作用下，考虑P-DETA效应的地震位移角更大。 风荷载 [Wind Load] 如下图，考虑P-DATA前后，风剪力相差不大。 …
实干、实践、积累、思考、创新。 学习规范，此条来源于《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》2015版。 第十三条 关于结构计算分析模型和计算结果 （二）结构总地震剪力以及各层的地震剪力与其以上各层总重力荷载代表值的比值，应符合抗震规范的要求，Ⅲ、Ⅳ类场地时尚宜适当增加。当结构底部计算的总地震剪力偏小需调整时，其以上各层的剪力、位移也均应适当调整。 基本周期大于6s的结构，计算的底部剪力系数比规定值低20%以内，基本周期3.5～5s的结构比规定值低15%以内，即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行设计。基本周期在5～6s的结构可以插值采用。 6度（0.05g）设防且基本周期大于5s的结构，当计算的底部剪力系数比规定值低但按底部剪力系数0.8%换算的层间位移满足规范要求时，即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行抗震承载力验算。 PS. （1）即周期大于6s的结构，剪重比可以打8折。 （2）即周期大于3.5~5s的结构，剪重比可以打7.5折。 （3）即周期大于5~6s的结构，剪重比可插值。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 案例：采用ENGT（ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统]）进行剪力墙的剪压比分析，根据规范计算剪压比，进行受剪截面验算。 关于ENGT的更多信息，可以访问：ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] 对比刚性板及弹性板6情况下剪力墙的剪压比统计结果： 可见两者结果存在一定的差异，刚性板情况下，离散点较多。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 案例：采用ENGT（ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统]）进行墙的轴压比分析。 关于ENGT的更多信息，可以访问：ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] STEP 1: Import Model STEP 2: Show Wall only STEP 3: Pick the Wall STEP 4: Plot STEP 5: Export 2 …
坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 注释 ( Comments ) ( 如果您发现有错误，欢迎批评指正。邮箱：jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文，请在上面给我 点个赞 吧！ 🙂 🙂 ( If you found any mistakes in the post, please …
实干、实践、积累、思考、创新。 研究附加钢骨的方法对控制剪力墙剪压比的有效性。做个简答的探索。 采用ENGT可以快速选定特定的剪力墙，有针对地对特定的剪力墙进行剪压比分析。如下图所示： 选定需要分析的墙，上图选中整个塔楼的核心筒内墙。 对选中的墙进行剪压比分析，如下图所示，可见，在45~70楼层许多墙肢剪压比超限了。 下面做个研究，加入对于不满足的剪力墙，通过端部附加型钢的方法来控制剪压比，看是否有效。 采用ENGT的快速减压比分析功能，可以分析获得需要附加的型钢。如下图所示： ENGT 墙剪压比分析 约束区附加钢骨的含钢率 由上图可加，若通过附加钢骨的方式调整剪力墙的剪压比，端部附加钢骨的含钢率部大部分构件均需提高到15%以上，因此，通过端部附加钢骨的方式解决剪压比的问题是不可行的。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 巨柱抗拉分析，通过ENGT可以快速选取指定的构件，获得指定工况的内力，获得相应构件的轴力，并计算构件的抗拉能力。通过这个功能可以快速评估巨柱在各工况下的受拉情况，检查构件是否出现拉力，是什么工况出现拉力，抗拉承载能力是否大于受到的拉力。如下图所示： 小震抗拉验算 中震不屈服验算 中震弹性验算 可见，小震弹性及中不屈服下，巨柱均未出现拉力，中震不屈服下中上部楼层巨柱出现了拉力，但是拉力远远小于巨柱钢骨的抗拉承载能力。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
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实干、实践、积累、思考、创新。 结构主要参数 框筒结构，主体结构60层，高度300m左右，设防烈度6度，地震分组1组，场地类别为二类。结构的前3阶周期分别为：7.2s（Y向），6.2s（X向），3.2s（扭转）。 GMS系统选波 采用 www.jdcui.com 的 GMS （http://www.jdcui.com/?page_id=6118）选波系统进行选波，并结合Ground Motion Converter（http://www.jdcui.com/?p=4604）将地震波转换到其他软件进行补充计算，如下图所示。 （1） GMS 选波系统 （2） Ground Motion Converter 地震波各种转换系统 选波主要结果 多波反应谱对比图 整体内力结果曲线 整体位移结果曲线 关于地震波选取及GMS选波系统的开发 从5年前做出（2014年） GMS 选波系统（http://www.jdcui.com/?page_id=6118）到现在，陆陆续续也帮助超过200多位学生及工程师选波了，记得当时YJK的选波功能还十分弱。后面有时间整理部分选波案例。 【部分GMS选波案例】 [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例（GMS选波系统-选波应用案例1） [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例2） [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) …
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实干、实践、积累、思考、创新。 通过定性的考虑可的伸臂位置，进行分组模型对比分析，可以定性评估伸臂位置对结构位移及周期的影响，定性把握伸臂的合理位置。 以下某个工程的参数分析 伸臂位置对位移角的影响： 由上图可见，伸臂布置于2/3/8/9/10位置对于提高结构刚度，减小位移角效率相对较大。 伸臂位置对周期的影响： 由上图可见，伸臂布置于3/5/7位置对于控制结构的周期，提高结构整体刚度较为有效。 做个简单笔记备忘，后续再利用计算机优化算法系统研究…… 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 模型对比分析，研究伸臂及腰桁架对巨柱力的影响。 采用 ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] 可以快速提取指定巨柱的内力，图表形式展示相应的数据，如下图所示。 可见伸臂及腰桁架的刚度对巨柱的轴力均有影响，中下部腰桁架的影响更大。 关于 ENGT ( About ENGT) Link: ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] ENGT 应用案例 ( Application Examples of ENGT) [01] [结构][设计][高层建筑][笔记] 倾斜外框引起的扭转效应 (ENGT 超高层应用案例1) [02] [结构设计][超高层][ENGT] 巨柱倾角对外框剪力分担比的影响 …
实干、实践、积累、思考、创新。 在竖向荷载作用下，超高层倾斜外框会在楼面产生水平分力，若外框架统绕核心筒一向倾斜，则这水平分力将产生扭矩。进而在剪力墙中产生反向扭矩。而这一扭矩要靠楼板传递。基本原理如下图，（PS: 看不到屏幕的手写板实在是一个废物。）需要避免过大的扭转效应。 以下是一组方案核心筒的扭矩对比图。 方案2顶部区域扭矩较方案1大。从抵抗扭转的负担来看，方案1优于方案2。 采用 ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] 可以快速提取指定工况下剪力墙的扭矩，如下图所示。 关于 ENGT ( About ENGT) Link: ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] ENGT 应用案例 ( Application Examples of ENGT) [01] [结构][设计][高层建筑][笔记] 倾斜外框引起的扭转效应 (ENGT 超高层应用案例1) [02] …
ABAQUS 做整体分析比较花时间，计算也需要花很多时间，因此，每个过程均需要十分细心，因为错了从来时间成本太大。 不管是前处理建模，还是后处理分析，还有超限文本撰写，都应该是建立在对结构理解的基础上，不能论文一个操作员，能简化，能提高效率的地方就要提高效率，尽量把更多时间用在把握和理解结构机理、结构特性、建立结构概念基础上。
超高层建筑结构是如何抗风的?[How do super-tall building structure withstand winds?]: 当你走在一线城市CBD街头的时候，抬头总会看到林立的高楼。你是不是发现，她们一个比一个高，是如此地挺拔和纤细。但你有没有想过，这些一根根细长的“竹竿”为什么不会被每年的狂风所吹倒？她们变幻莫测的形体后面是否隐藏着某种“秘密”？好吧，想知道答案！！欢迎走进今天的结构风工程介绍栏目。 今天请到 小伙伴 余远林（华南理工大学谢壮宁老师的高徒）来给我们做精彩介绍。from 崔济东，崔济东的博客，www.jdcui.com, CJD, JidongCui
[01] Ground Motion Selection (选波) 服务
[02] 书:《PERFORM-3D原理与实例》
[03] 书:《有限单元法-编程与软件应用》
[04] 书:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[05] 博士论文:《RC梁、柱及剪力墙变形性能指标限值研究与试验验证》（Ph.D. Paper）
[06] Software Notes [软件笔记汇总]
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总（New!!!）
[08] 自编程序 [Software Box]（New!!!）
[09] 手绘大样 [Detail Drawing]（New!!!）