[概念] 浅析基于性能的抗震分析方法——性能设计

建筑结构通常使用弹性分析进行抗震设计,主要目的是为了将复杂的非线性问题,简化为易于分析理解的线弹性问题,进而借助反应谱、弹性时程分析等快速对建筑结构进行分析设计。然而,大多数建筑物在大地震下都会经历显着的非弹性变形。基于性能的设计分析方法也随着算力的增强而出现。
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建筑结构通常使用弹性分析进行抗震设计,主要目的是为了将复杂的非线性问题,简化为易于分析理解的线弹性问题,进而借助反应谱、弹性时程分析等快速对建筑结构进行分析设计。然而,大多数建筑物在大地震下都会经历显着的非弹性变形。基于性能的设计分析方法也随着算力的增强而出现。
为了避免许多想当然的“概念”,进行了对比讨论,给工程师在工程上可自行选用。探讨的 橡胶系支座 和 摩擦系支座 的对比。特别注意的是,本文探讨的两类支座均为常见且合格产品的基本单元进行探讨。
有限元分析成为提高产品性能、降低成本和缩短项目交付周期的重要工具,有的有限元软件仅是矩阵位移法的升华,有的有限元软件则是针对型开发(如强非线性、工程设计应用等),有的有限元软件则是大型通用有限元软件。
随着有限元分析软件应用的普及,逐步开始从过去仅局限于科研人员论文中到设计人员,但设计人员未必具备分析人员的知识储备,很多人对于结构分析缺乏有效的思路,在结构分析中往往会陷入各种误区。
在工程材料制造过程中,会在材料内部产生各种微缺陷。在工程结构使用过程中,这些微缺陷会在各种外部作用下进一步扩大或发展,从而导致材料与结构宏观力学性质的劣化。在细观水平上,材料的缺陷(如微裂缝、微孔洞)称为“损伤”。
为了方便大家在分析橡胶支座时的建模,笔者基于ABAQUS平台开发了一种一键生成橡胶支座插件 (JYLRB),该插件仅需在操作界面设置支座直径、铅芯直径、封板厚度、橡胶厚度、钢板厚度、橡胶层数、钢材屈服应力、面压、所选择的橡胶本构模型以及剪切模量即可生成橡胶支座模型。
为了更有效地提高结构的抗震性能,在设计中采用“柔性耗能”理念来减小结构振动响应,通过调整结构的质量、刚度和阻尼特性来实现预期抗震水平。结构消能减震又称耗能减震,其机理是在特定构件的界面连接处安装耗能器,通过耗能器将地震动输入的机械能转化成能够均匀耗散的热能从而使得结构振动响应降低,或者通过新结构中的原结构和附设装置分别作为主结构和子结构联合承担振动作用,从而获得调谐,并将振动反应控制在预期值以内。