[动力学][结构] 大震弹塑性顶点位移时程为何”不收敛”?[Why does the displacement time history of earthquake elastic-plastic analysis not converge?]

实干、实践、积累、思考、创新。 经常碰到小伙伴做完大震弹塑性分析后,跑过来问为何结构顶点位移总是不收敛? 怎么个不收敛法?大家看看下面这个图: 上述两组图中,上方的是结构某主方向的地面加速度(总时间110s),下方的是结构对应方向的顶点位移时程曲线(算到60s)。 由图可见:其中地面峰值加速出现在30~40s,在60s时地面加速度已退化为峰值的30%以上,而结构顶点位移算到60s依然不减衰减。地面加速度衰减速度很快,加速度峰值明显靠前,而顶点位移似乎还没出现峰值,看起来“发散”。为何加速度已经显著退化,而位移还没收敛? 最初看到这类曲线的时候,也很诧异?后面思考后发现,之所以会存在这种诧异,是因为我们对比的基准选错了。 上面的例子中,我们拿结构的顶点位移时程和地面加速度进行对比?实际上,加速度和位移之间差了两次积分,加速度峰值和位移峰值并不一定出现在同时刻,两者本身可以差很大。 对比结构顶点位移时程的趋势参照地面的位移时程更直观,而不是参照地面加速度时程。位移与位移对比才直接。 以上图中的加速度为例,我们对加速度进行积分,获得对应速度与位移时程,结果如下图所示。 由上图可见,X向和Y向的地面加速度时程峰值分别出现在30s和40s左右,而对应的位移时程峰值分别出现在50s和55s,足足推后了15~20s左右。 从这个角度来看,顶点位移要出现明显退化,加速度应该算到60s,甚至可能更多。为此我们把弹塑性分析时间直接设置为110s的时间,再次提取顶点位移时程结果,如下图所示。 有上图可见,在60s后,两个方向的顶点位移均开始出现不同程度的退化。由于我们通常进行的是一致地震激励计算,因此超限报告中,往往只给出加速度时程曲线,并没有提供地面位移时程曲线,让人很自然地采用地面加速度时程对比顶点位移时程进行参照,从而引起了上述诧异。 有了这样的发现,我们不妨找几组天然地震记录进行积分计算,看看这些地震加速度时程曲线的“显著退化点”和地面位移时程曲线的“显著退化点”出现的位置情况。 这里曲线的“显著退化点”定义为曲线正向最大值和负向最大值中靠后出现的那个。 由上述多组图可见: (1)地面加速度时程曲线的抖动程度最大,经过二次积分后得到的位移时程曲线变得平缓,速度时程曲线的抖动程度次之。 (2)地面加速度、速度、位移曲线的“显著退化点”出现位置不同,三个曲线的“显著退化点”出现的位置先后关系不定,但从选取的几组天然地震波的分析结果来看,速度时程曲线和加速度时程曲线的“显著退化点”相对较为接近,而地面位移时程曲线的“显著退化点”与加速度时程曲线的“显著退化点”可能相差较远,且位移曲线的“显著退化点”更靠后。 (3)对比结构顶点位移时程的趋势参照地面的位移时程更直观,而不是参照地面加速度时程。 相关博文( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis …

[规范][网壳][笔记] 弹性全过程分析计算网壳稳定安全系数需要考虑构件应力比吗?

实干、实践、积累、思考、创新。 如题,弹性全过程分析(几何非线性分析)计算网壳稳定安全系数需要考虑构件应力比?因为如果看构件应力比,应力比肯定是不满足要求的。这是小伙伴看了前几天分享的 [工程][案例][资料] 某商业中庭钢网壳天窗设计及计算分析[Design and calculation analysis of steel latticed shell skylight in a commercial atrium]  后问的问题,也就是在对比这个4.2的时候,是否需要考虑构件的应力比。问题原自《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 的4.3节 网壳的稳定性计算。 答案是否定的,也就是如果采用几何非线性分析计算网壳稳定安全系数,不需要考虑构件应力比,只要安全系数大于4.2就可以。 我们先看看《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010的条文和条文说明。 规范条文 条文说明 由以上内容可看出: (1)规范规定了两种网壳的稳定性分析方法。 方法1:弹塑性全过程分析,也就是同时考虑几何非线性和材料非线性,此时安全系数K要求是2.0。 方法2::弹性全过程分析,也就是只考虑几何非线性,但材料假定为弹性,此时安全系数K要求是4.2。 理论上,方法1才是准确的,方法2是方法1的一个简化或近似,复杂网壳结构应采用方法1。而 4.2/2.0实际上考虑的就是弹塑性和弹性假定下极限承载力的经验比。相当于用简化的方法2,将安全系数K放大为4.2,实际反推的是弹塑性情况下也即方法1计算的承载力K为2,方法2本身是一个简化,用方法2再去看应力比就没意义了。 (2)其实也可以反过来思考,如果用方法2,还要求应力比满足要求,那相当于要求在4.2倍荷载下,结构构件依然保持弹性,这个和规范要求的结构在弹塑性情况下K=2就矛盾了。 …

[日记] “SAUSG智库” 特约顾问专家

实干、实践、积累、思考、创新。 收到 “SAUSGE 智库”的 特约顾问专家 聘书,非常感谢SAUSAGE的肯定,从2011年读博士,到2017年毕业从事结构设计与咨询工作至今,一直在从事与结构抗震设计、结构非线性分析相关的研究工作与实际项目设计工作。祝SAUSAGE在非线性仿真与设计上越做越好,越走越远 (SAUSAGE软件主页)。继续努力吧! 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[软件][更新][Dynamics] NSDOF v2022: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2022)

新版已推出,请移步:[软件][编程][动力学] NSDOF v2023: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2023) 实干、实践、积累、思考、创新。 趁着国庆,来个大更新,再2020版NSDOF的基础上,增加了非线性黏滞阻尼器、摩擦阻尼器、黏弹性阻尼器、金属阻尼器,适合做减震研究。 程序图标 ( Program Icon )     程序介绍 ( Program Introduction) NSDOF 是一个基于微软的windows窗口程序,用于单自由度结构的动力非线性分析。结构可是弹性也可以是弹塑性。动力荷载可以是施加在结构基座的地震加速度,也可以是施加在结构顶部的动力荷载。程序使用逐步积分法求解增量非线性运动方程。可以输出结构的各种响应结果,包括抗力,阻尼力,参考惯性力,位移,速度,加速度,耗能,滞回曲线等。 NSDOF is a …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例4——设置摩擦阻尼器单自由度体系动力时程分析

实干、实践、积累、思考、创新。 介绍 NSDOF ( [软件][更新][Dynamics] NSDOF v2021: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2021)  ) 设置摩擦阻尼器的单自由度体系动力时程分析。简单来个step by step图片演示吧。 STEP 1: 导入一个震荡动力荷载 STEP 2: 假定主体结构为弹性,设置摩擦阻尼器的摩擦力及刚度。 STEP 3: 点击Run …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例5——非线性粘滞阻尼器+材料非线性 单自由度体系动力时程分析

实干、实践、积累、思考、创新。 在网友建议下,NSDOF (  [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020)  ) 增加了非线性粘滞阻尼器。可以在考虑或者不考虑结构阻尼的情况下,考虑非线性粘滞阻尼器进行动力时程分析。下面算例测试NSDOF同时设置非线性粘滞阻尼器+材料非线性的动力时程分析功能,同时用SAP2000进行同样的分析,并对比验证。其中非线性阻尼器阻尼指数取0.1,整个动力方程高度非线性。 算例参数 质点质量: 1kg 体系弹性刚度:100N/m 屈服强度: 0.75N 屈服后刚度强化系数:0 结构的粘滞阻尼系数c:0N-s/m 粘滞阻尼器的阻尼系数cvd: 1.0 N-s/m …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例3——非线性粘滞阻尼单自由度体系动力时程分析

实干、实践、积累、思考,创新。 在网友建议下,NSDOF (  [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020)  ) 增加了非线性粘滞阻尼器。可以在考虑或者不考虑结构阻尼的情况下,考虑非线性粘滞阻尼器进行动力时程分析。下面做两个算例测试一下NSDOF的非线性粘滞阻尼器计算功能,同时用SAP2000进行同样的分析,并对比验证。 算例1:线性粘滞阻尼 具体参数: 质点质量: 1kg 体系弹性刚度:100N/m 结构的粘滞阻尼取 :0 粘滞阻尼器的阻尼系数c: 1.0 N-s/m 粘滞阻尼器的阻尼指数alpha:1.0 …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例2——单自由度体系非线性动力时程分析 ( NSDOF Example 2 — Nonlinear dynamic time history analysis of single degree of freedom system)

实干、实践、积累、思考、创新。 最近小伙伴做非线性粘滞阻尼器的参数分析,于是我们在 NSDOF (http://www.jdcui.com/?p=13947)软件上加了非线性粘滞阻尼器的分析功能。顺便做些测算例子。 这个例子与前面[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例1——单自由度体系弹性动力时程分析 例子的模型基本一致,不同之处在于此例结构为非线性,取二折线非线性本构,进行非线性动力时程分析。 单自由度体系参数: 质量m: 1.0 N-s2/m (kg); 阻尼比: 0.05; 初始刚度k0: 10 N/m; 屈服强度Fy: 0.75N 相应的屈服位移为 0.075m 重力加速度g: 9.807 m/s2; 加速度时程: A9OL 对应的阻尼系数c: 0.31623 N-s/m, 单自由度体系的自振周期为  …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例1——单自由度体系弹性动力时程分析

实干、实践、积累、思考、创新。 最近小伙伴做非线性粘滞阻尼器的参数分析,于是我们在 NSDOF (http://www.jdcui.com/?p=13947)软件上加了非线性粘滞阻尼器的分析功能。顺便做些测算例子。 单自由度体系参数: 质量m: 1.0 N-s2/m (kg); 阻尼比: 0.05; 弹性刚度k: 10 N/m; 重力加速度g: 9.807 m/s2; 加速度时程: A9OL 对应的阻尼系数c: 0.31623 N-s/m, 单自由度体系的指针周期为  1.98692s 采用NSDOF进行计算,设置参数,并分析 同时采用NONLIN进行计算,并对比验证。 时程结果对比 NONLIN的结果 NSDOF的结果 滞回曲线结果对比 …

[PERFORM-3D][Tool] 组合钢管混凝土CFST柱纤维截面工具 [Combined CFST Column Inelastic Fiber Section]

实干、实践、积累、思考、创新。 应网友的要求,增加一个组合矩形钢管混凝土柱截面纤维划分的小工具,分享给大家。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 针对PERFORM-3D软件的组合钢管混凝土柱截面纤维剖分小工具。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 PERFORM-3D. Through the import of section properties in …

[地震工程][科研][软件] IRSA 2020: Inelastic Response Spectra Analysis Program (弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具)

软件已更新,新版请移步:[软件][地震工程][科研][更新] IRSA 2022: Inelastic Response Spectra Analysis Program (弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具) 实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴让做的一个小工具,主要用于进行地震波弹塑性反应谱的计算及单自由度非线性分析计算。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) IRAS:Inelastic Response Spectra Analysis Program (弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具)。 具体包含以下功能: (1)地震波基线修正(Baseline correction) (2)地震波积分 ( Integration) …

[Abaqus][SSG] CCDL: Concrete Compression Damage Limits [混凝土塑性损伤性能点计算]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 这两天,对比一下不同软件的混凝土损伤本构损伤定义的的差异,写个小工具。 塑性损伤本构损伤与应变是有一定的对应关系的,但是不同软件本构的损伤定义有一定的差异。 需与应变挂钩,然后进行统一对比。在使用过程要注意。 程序界面 ( Program Interface ) 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[Abaqus][大震][弹塑性] Abaqus分层壳分布钢筋配筋量对剪力墙受力性能的影响

坚持实干、实践、积累、思考,创新。 墙用分层壳加塑性损伤模型模拟,分布筋配筋率从0.5%提高到1.0%,剪力墙混凝土受压损伤得到了些许改善。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[Abaqus][大震][弹塑性] Abaqus分层壳分布钢筋角度对剪力墙受力性能的影响

坚持实干、实践、积累、思考,创新。 实际项目的对比研究分析。 剪力墙分布筋设置不同角度进行大震弹塑性时程分析。 结果显示,分布筋按45度135度方式设置,可一定程度提高剪力墙的抗剪性能,改善剪力墙的损伤。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[结构设计][Abaqus][弹塑性] 梁端部出铰?跨中出铰?梁的破坏模式

实干、实践、积累、思考,创新。 一个有趣的问题,大震弹塑性发现,大跨梁跨中及端部均出铰。端部出铰还说得过去,跨中出铰就无法接受了。 看看是什么原因,发现楼板损伤也有个明显规律,跨中受压损伤严重,咦,支座两端是无受压损伤!! 显然支座两端楼板主要受拉,跨中板受压了。 再看看弹性分析结果,发现这根大跨梁端部应力比本身略微有点超,而跨中的应力比其实很低的啊!!!为何大震下会超呢。 稍微想一下,嗯,问题基本知道了,显然是受力模式发生了变化。弹塑性模型下,梁两端先出铰,然后力往梁的跨中传递,接着跨中抗弯也超了!! 而对于其他3道外框大梁,则没有这个问题,其他三道大梁主要是端部出现塑性铰。主要原因可能还是这道跨中出铰的大梁储备不够。 从这个简单例子可以发现,弹性模型有些东西不能直接反映,但在弹塑性模型就比较容易观察到。 【钢梁塑性应变】 【楼板受压损伤】 【钢梁弹性设计应力比】 公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[弹塑性][PERFORM-3D][SAUSAGE] 某6度区超高层结构PERFORM-3D与SAUSAGE大震弹塑性整体结果对比(初探)

实干、实践、积累、思考、创新。 临时用PERFORM-3D补算了两组波,正好做个SAUSAGE和PERFORM-3D大震弹塑性时程分析对比。 另外,由于太久没搞PERFORM-3D了,幸亏师兄和师弟帮忙,在此表示感谢。 由于时间充满,且PERFORM-3D分析结果不放到超限报告的,因此只是粗略地进行对比,暂且一看。 PS。项目是一个6度区的300m的项目,所以主要是风控,地震比较弱,因此两个软件的整体结果似乎对得还比较好。 [P1] [P2] [P3] [P4] [P5] [P6] [P7] [P8] [P9] [P10] [P11] [P12] [P13] 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[Abaqus][编程][软件][弹塑性] Abaqus Disp Post: Abaqus 后处理工具(Disp篇)

20180628写下的题目,忙完项目现在终于有时间整理了。 坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 程序图标 ( Program LOGO ) 程序介绍 ( Program Introduction) Abaqus 后处理小工具之一, Abaqus Disp Post,结合python及.NET 开发的工程设计工具,提取结构的位移相关的结果,并自动化形成便于报告的图表。Abaqus分析利器。 程序图例 ( Program Gallery ) 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 …

[弹塑性][Abaqus][编程] Abaqus阻尼参数计算工具

        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 let me know. Email : jidong_cui@163.com. If you like this posts, please give …

ABAQUS超高层结构大震弹塑性时程分析笔记

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。

[PERFORM-3D] A discussion of two methods of conducting low-frequency cyclic test modeling in PERFORM-3D [关于PERFORM-3D中低周往复试验模拟的两种方法的探讨]

A discussion of two methods of conducting low-frequency cyclic test modeling in PERFORM-3D。关于PERFORM-3D中低周往复试验模拟的两种方法的探讨。