金土木结构系列软件弹塑性分析在若干工程中的应用-郑竹

金土木结构系列软件弹塑性分析在若干工程中的应用在若干工程中的应用郑竹深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司2010.9目录-弹塑性分析——从高端到寻常之路-金土木系列结构软件——弹塑性应用及范围-工程实例——静力推覆与动力弹塑性时程分析，看上去谁更“美”？析，看上去谁更美？注：本文部分图片引自合作设计单位成果，其版权归合作设计单位弹塑性分析——从高端到寻常之路弹塑性分析是什么？为什么要做弹塑性分析？为什么说弹塑性分析要渐入寻常设计中？为什么说弹塑性分析要渐入寻常设计中？1.工程实践的需要，老百姓要在地震中求生存1.工程实践的需要，老百姓要在地震中求生存2.设计技术进步的需要，越来越多的设计师对弹塑性分析开始熟悉、了解并掌握弹塑性分析开始熟悉、了解并掌握3.现代电脑技术的进步加快了这一步伐——弹塑性分析不再高深莫测，部分操作和参数设置塑性分析不再高深莫测，部分操作和参数设置开始变得简单、容易，结果提取、整理也不再冗长、繁杂。——其中以CKS系列软件为代表冗长、繁杂。其中以CKS系列软件为代表金土木系列结构软件——弹塑性应用——ETABS、SAP2000、Perform3D？它们能做什么？ETABS、SAP2000、Perform3D？它们能做什么？1.推覆分析：ETABS、Perform3D侧重于具有1.推覆分析：ETABS、Perform3D侧重于具有层概念的建筑结构；SAP2000侧重于空间结构模型构模型2.动力弹塑性时程分析的利器：SAP2000V14、2.动力弹塑性时程分析的利器：SAP2000V14、Perform3D3.合理采用简化模型会得到更好的分析结果项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用项目概况高层项目中的应用——项目概况项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用项目概况高层项目中的应用——项目概况项次名称备注项次名称备注建设单位：卓越世纪城房地产开发有限公司皇岗实业有限公司工程名称：卓越∙皇岗世纪中心建设地点：CBD中心区：金田路与益田路之间的中心区建设地点：CBD中心区：金田路与益田路之间的中心区13号地建筑面积：总建筑面积(含3#楼及裙房地下室)：413000平方米包含所有地上地下413,000平方米1#楼建筑面积：(楼高：280m)108,937平方米办公写字楼2#楼建筑面积：90,000平方米办公、酒店、公寓4#楼建筑面积：(楼高：1855m)办公4#楼建筑面积：(楼高：185.5m)51,463平方米办公项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用纯框筒结构2801855项目中的应用——纯框筒结构——280m、185.5m4#1#塔楼1#塔楼楼185.5楼280项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用典型层平面高层项目中的应用——典型层平面1#塔楼塔楼项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用主要材料构件尺寸高层项目中的应用——主要材料、构件尺寸1#塔楼层数1-17层18-30层31-43层44-56层57-屋顶墙C70C60C50C40C30塔楼墙C70C60C50C40C30柱C70C60C50C40C30层数2-18层19-31层32-44层45-57层58-屋顶楼层JZ1/KZ1截面层数层层层层屋顶梁、板C30C30C30C30C30墙W1W2楼层截面（mm×mm）61~64800x600x30梁截面KL1(BxH)连梁层数墙厚墙厚61~64500400616449~601000x80043481000×1000梁截面(层数)()(mm×mm）连梁50~611000×80070044491000×80049~6050040033~4860050026~3260060043~481000×100033~421200×120070044~491000×80034~431000×80027~331000×80026~3260060018~258006009~1780070026~321300x13004~25*1300×1300×1060x402733100080080019-261000×80010-181000×8004~810007001~31300700×1060x401~3*1400×1400×1160x405-9600×8002-4600×800项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用典型层平面高层项目中的应用——典型层平面4#塔楼塔楼连梁截面LL1(BH)连梁截面(层数)LL1(BxH)(mm×mm）29~屋顶400×70022~28500×70015~21600×700514600005~14600×7001~4700×1000项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用主要材料构件尺寸高层项目中的应用——主要材料、构件尺寸4#塔楼塔楼层数1~15层16~17层18~31层32~屋顶墙C60C60C50C40柱C60C60C50C40梁、板C35C30C30C30梁、板C35C30C30C30墙W1层数墙厚楼层KZ1截面（mm×mm）梁截面(层数)KL1(BxH)(mm×mm)层数墙厚29~屋顶40022~28400截面（mm×mm）29~屋顶800×80022~28900×900()()29~屋顶400×80022~28400×80015~215005~1460015~211000×10005~141000×1000(叠合柱)15~21400×8005~14400×8001~47001~41100×1100(叠合柱)1~4400×900项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用推覆分析参数高层项目中的应用——推覆分析参数一、塑性铰：（1）塑性铰数量；（2）塑性铰类型；（3）塑性铰分布规律；（4）、塑性铰：（1）塑性铰数量；（2）塑性铰类型；（3）塑性铰分布规律；（4）塑性铰参数修正（根据RC构件、SRC构件特性如配筋、型钢、Mu、Nu…）项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用推覆分析参数高层项目中的应用——推覆分析参数二、推覆力：（1）模式；（2）加载顺序二、推覆力：（1）模式；（2）加载顺序水平推覆力加载示意图水平推覆力加载示意图项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用结果结论高层项目中的应用——结果、结论一、弹塑性位移、弹塑性位移大震下弹塑性层间位移角70大震下的层间位移角455060）3035403040楼层数（kN）X-向位移角Y-向位移角152025楼层数X-向地震作用1020楼51015X-向地震作用Y-向地震作用000.0010.0020.0030.004层间位移角（mm）000.0020.0040.0060.0080.01层间位移角1#塔楼弹塑性层间位移角4#塔楼弹塑性层间位移角项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用结果结论高层项目中的应用——结果、结论二、塑性铰规律二、塑性铰规律1#塔楼1#塔楼项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用结果结论高层项目中的应用——结果、结论二、塑性铰规律二、塑性铰规律4#塔楼4#塔楼项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用结果结论高层项目中的应用——结果、结论三、性能点三、性能点1#塔楼1#塔楼项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用结果结论高层项目中的应用——结果、结论三、性能点三、性能点4#塔楼4#塔楼项目实例1——ETABS静力推覆分析在深圳某超高层项目中的应用结果结论高层项目中的应用——结果、结论四、结论(1)X向最大层间位移角为1/295，出现在12层；Y向四、结论1#塔楼(1)X向最大层间位移角为1/295，出现在12层；Y向最大层间位移角为1/283，出现在31层。(2)完全满足规范要求的“小震弹性、中震可修、大震不倒”的抗震设防性能目标1#塔楼大震不倒的抗震设防性能目标(3)通过结构在大震下的变形和塑性铰出现位置和发展状态，可以确定现设计是安全的、抗震构造措施是适当的4#塔楼措施是适当的(1)X向最大层间位移角为1/130，出现在9层；Y向最大层间位移角为1/132出现在2223层4#塔楼大层间位移角为1/132，出现在22，23层。(2)塑性铰主要发生在连梁、部分框架梁局部位置，且主要分布于建筑物的中下部项目实例2——Perform3D在深圳某超高层住宅项目中的应用（静动力弹塑性分析）概况目中的应用（静、动力弹塑性分析）——概况本项目地处深圳市罗本项目地处深圳市罗湖区大头岭区文锦中路以北，建设用地面路以北，建设用地面积为27718.69m2。该项目总建筑面积约为21万m2，其中：5#超高层住宅楼为38316M2共52层地38,316M2，共52层,地下3层。超高层住宅高度为超高层住宅高度为160.0米（建筑屋顶高度，结构顶标高159.70m）。概况5#住宅塔楼及小区效果图。5#住宅塔楼标准层平面图概况标准层平面图：5#塔楼钢筋混凝土核心筒R/CShearWall钢筋混凝土剪力墙R/CShearwalls钢筋混凝土梁R/CBEAMS钢筋混凝土梁R/CBEAMS=+钢筋混凝土结构系统钢筋混凝土楼面梁钢筋混凝土剪力墙5#塔楼剪力墙系统5#TOWERR/CWallSystem主要侧向力支撑系统：剪力墙钢筋混凝土连梁（典型）400mm至600mm厚钢筋混凝土剪力墙（典型）400t600THICKR/CWALLS(TYP)钢筋混凝土连梁（典型）R/CLINKBEAM(TYP)400mmto600mmTHICKR/CWALLS(TYP)400mm至600mm厚钢筋混凝土剪力墙（典型）400mmto600mmTHICKR/CWALLS(TYP)混凝土等级CONCRETEGRADEC40~C605#塔楼构件混凝土等级及尺寸范围5#塔楼标准楼层平面抗震性能目标地震作用结构动力弹塑性时程分析时程波：结构动力弹性程分析程波DZ111.52)DZ100.5(cm/s^2-1-0.5加速度-1.5024681012141618202224262830时间(s)大震下的人工模拟地震（场地波）加速度时程曲线DZ1结构动力弹塑性时程分析时程波：结构动力弹性程分析程波1DS10.40.60.81^2)-0.200.2度(cm/s^-0.8-0.6-0.4加速度-1.2-106121824303642485460667278大震下的天然地震记录加速度时程曲线DS1时间(s)结构动力弹塑性时程分析时程波时程波：15DS211.5^2)00.5度(cm/s^-1-0.5加速度-1.506121824303642485460667278大震下的天然地震记录加速度时程曲线DS2时间(s)结构动力弹塑性时程分析主要结果（1）位移时程主要结果：（1）位移时程DS1(X:Y=085:1)Y向顶点位移时程曲线（典型余同）DS1(X:Y=0.85:1)Y向顶点位移时程曲线（典型，余同）结构动力弹塑性时程分析主要结果（2）层间位移角包络主要结果：（2）层间位移角包络605060DZ1DZ13040楼层DZ1DS1DS1DS21020楼DS2DS21/120010-1/100-1/20001/2001/100-1/120X向层间位移角包络图1/1001/20001/2001/100层间位移角X向层间位移角包络图结构动力弹塑性时程分析主要结果（2）层间位移角包络主要结果：（2）层间位移角包络605060DZ1DZ13040楼层DS1DS1DS21020楼DS2DS21/120/010-1/100-1/20001/2001/100-1/120Y向层间位移角包络图1/1001/20001/2001/100层间位移角Y向层间位移角包络图结构动力弹塑性时程分析主要结果（2）层间位移角包络主要结果：（2）层间位移角包络结构动力弹塑性时程