超限结构弹塑性时程分析与软件应用

超限结构弹塑性时程分析与软件应用同济大学104周年庆学术报告会同济大学土木工程学院吴晓涵二零一一年五月二十日建筑结构计算面临新挑战上海中心大厦第3加强层结构模型上海中心大厦一、复杂结构计算机建模1.1借助AutoCAD图形处理软件或现有结构分析软件实现复杂结构快速建模1.2可自动生成构件弹塑性计算分析参数NosaCAD界面特殊截面建模1.3结构分析软件模型的可相互转换NosaCAD模型Abaqus模型实现不同软件之间参数共享，一次建模多个软件分析比对。二、计算模型和计算分析方法2.1结构模型1杆件模型───三段变刚度杆MMij塑性铰区B1B0B2lp1lp2l123杆件塑性区分布三段变刚度杆塑性铰模型三段变刚度杆纤维模型2杆件截面模型───折线模型、纤维模型crMcrMyMyMMcrcryy’’’’crcr(mM,mcrcr(nM,n’’截面三折线弯矩－曲率骨架曲线qicicititicic(mmiciticic(nnititpic混凝土纤维本构模型θ3i(M3i)u2i(N2i)ui(N1i)123u3i(N3i)θ2i(M2i)θ1i(M1i)四边形平板壳单元平板壳单元=膜单元+板单元膜元：考虑非线性，混凝土采用单轴等效模型(Darwin-Pecknold模型)，钢筋采用分布式模型板元：按弹性考虑3壳模型───单层壳和多层壳非线性壳单元主要用于剪力墙和核芯筒4计算模型验证试验模型试验曲线NosaCAD结果Abaqus隐式分析结果Abaqus显式分析结果试验模型NosaCAD和Abaqus水平荷载-位移对比NosaCAD水平荷载-位移曲线2.2数值计算方法多核CPU并行计算技术应用多台计算机并行多核并行多核CPU并行运行状态分析实例：在i7-2600四核CPU计算机上运行，采用隐式计算三、计算结果处理和分析3.1交互式分析结果查询和相关参数生成051015202530-120-80-4004080位移/mm时间/sElCentroPasadenaSHW20.0000.0020.0040.0060.0080.010020406080100高度/m时间/sR1R2R3R4R5-200-1000100200-1000-50005001000150020002500-200-1000100200轴力/kN3轴弯矩/kN-m2轴弯矩/kN-m3.2分析结果的动态演示上海中心大厦点击图开始动画上海世博会中国馆国家馆苏州东方之门苏州东方之门南北塔核心筒上海国际设计中心浙江舟山东港主办公楼四、进一步的研发与应用4.1基于多工况累加的弹塑性分析1.施工过程模拟+弹塑性时程(新规范要求，最新版软件已具备该功能)2.多组地震波顺序输入(最新版软件已具备该功能)010203040-0.4-0.20.00.20.4时间/s0102030-0.06-0.030.000.030.06时间/s3.施工期间遭遇地震作用模拟分析台北101大楼、东京新电视塔施工期间遭遇地震4.基于多尺度模型的弹塑性分析对关键部位进行细化研究欢迎访问NosaCAD网站()了解更多内容