隔震分析
關(guān)注創(chuàng)建者：建源之光 - 減隔震 創(chuàng)建時間：2021-07-20
隔震分析的視頻教程
ABAQUS平面不規(guī)則鋼筋混凝土框架隔震加固時程分析 ——真實5層框架隔震加固案例
本次ABAQUS 結(jié)構(gòu)抗震案例分析為平面不規(guī)則鋼筋混凝土框架隔震加固時程分析——真實5層框架隔震加固案例，具體特點為： 1.五層平面不規(guī)則鋼筋混凝土框架，不同尺寸的梁、柱極多 2.需輸入各種梁柱配筋形式，借助插件輸入鋼筋 3.對原結(jié)構(gòu)采用梁柱包覆鋼加固，并安裝多種隔震支座（LRB和LNR） 4.鋼筋混凝土梁柱采用纖維梁柱單元，材料本構(gòu)使用子程序 5.時程分析對比了加固前后的抗震性能
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隔震建筑Abaqus彈塑性時程分析
以上提到的這些內(nèi)容在接口軟件的使用說明中都沒有提到，需要大家摸索，我的視頻就是讓大家減少自己摸索學習的時間，快速上手隔震建筑的彈塑性時程分析。 課程不斷更新中，后續(xù)會更新PKPM隔震設(shè)計流程的介紹以及新隔標和舊隔標設(shè)計流程的區(qū)別！
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【JY】隔震設(shè)計概念與SAP2000應(yīng)用
十年減隔震設(shè)計分析及科研經(jīng)驗！ 長期致力于減隔震動力分析研究~ 干貨滿滿！ 日常科普，歡迎咨詢與答疑！
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隔震分析的實例教程
一、減震系數(shù)法——值得商榷
二、基于反應(yīng)譜的隔震結(jié)構(gòu)分析方法——CCQC+迭代
三、隔震結(jié)構(gòu)輔助分析軟件——PMSAP_Isolator
四、軟件適用性測試——框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)
五、相關(guān)問題探討——隔震、非線性分析
▉
減震系數(shù)法——中震的減震系數(shù)偏小， 不適合小震
減震系數(shù)：中震比小震偏小約30%，因而中震下的減震系數(shù)對小震是不安全的，不能適用于小震，小震下的減震系數(shù)應(yīng)單獨計算。
減震系數(shù)法——采用假定的支座變形，誤差明顯
支座變形：對應(yīng)特定的剛度，從而對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)周期。中震誤差約7.4%，大震誤差約1.6%。
▉ 減震系數(shù)法——罕遇地震下非隔震模型的局限性
上部樓層：
非隔震>隔震；
下部樓層（X≤4F； Y≤5F ）：
非隔震<隔震。
展開 采用ABAQUS連接單元等效建筑基礎(chǔ)隔震支座，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)二維、三維隔震分析。水平自由度可實現(xiàn)雙線性恢復(fù)力模型等，豎向自由度可實現(xiàn)彈簧恢復(fù)力模型、具有耗能能力的摩擦彈簧恢復(fù)力模型等。
ABAQUS隔震分析—隔震單元雙線性模型的參數(shù)確定及設(shè)置方法
剪切變形趨勢與前面的結(jié)論基本相同，不同有效直徑的隔震支座協(xié)調(diào)作用，只有有效直徑最小的支座基本滿足100%剪切剛度等效，支座有效直徑越大，等效誤差越大。
結(jié)論與展望：
本文對隔震結(jié)構(gòu)進行了設(shè)防地震作用下的非線性時程分析，主要考察了鉛芯隔震支座的剪切變形情況。可以看出，不同隔震支座以及不同位置的相同隔震支座的變形是有差異的。根據(jù)相同的剪切變形進行等效，會產(chǎn)生一定的誤差，從而影響隔震設(shè)計的結(jié)果。
《建筑隔震設(shè)計標準》（征求意見稿）第4.2.2條及第4.6.4條對隔震支座水平剛度和阻尼的等效都提到了按滯回曲線確定參數(shù)，考慮了不同支座和地震烈度對隔震結(jié)構(gòu)影響的差異，基本去掉了按100%剪切變形下的等效方式（采用底部剪力法除外），無疑提高了隔震設(shè)計的準確性。
提高隔震設(shè)計準確性最根本的方法是避免采用等效方式，而是采用基于非線性分析的隔震結(jié)構(gòu)直接分析設(shè)計法。SAUSG-PI就是基于這個思路開發(fā)的一款隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計專用軟件，同時提供“抗規(guī)”的“水平向減震系數(shù)法”和“隔標”的“直接分析設(shè)計方法”，可基于非線性分析結(jié)果，提供隔震結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、配筋和隔震層設(shè)計功能。
來源：SAUSAGE非線性
展開 寫在前文
盡管減隔震技術(shù)與有限元結(jié)合取得了眾多成果，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如材料非線性、模型不確定性等等。減隔震設(shè)計除了常規(guī)的宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計采用SAP2000、Etabs、Midas、SSG、Paco-SAP 或 YJK\PKPM等。
【JY】各類有限元軟件計算功能賞析與探討
我們需要更清楚減隔震元件的破壞模式，對減隔震元件進行破壞分析，除了對減隔震元件在正常工況下的性能進行評估，有限元技術(shù)還可以用于研究元件在極端條件下的破壞行為。這有助于了解元件的破壞機理，并為設(shè)計提供更全面的數(shù)據(jù)支撐。
并且在多物理場耦合分析也需要運用在實際應(yīng)用中，因為減隔震元件可能會面臨復(fù)雜的物理環(huán)境，如溫度變化、流體流動等。有限元技術(shù)可以考慮這些多物理場耦合效應(yīng)，從而更準確地預(yù)測元件在實際工況下的性能。
黏滯阻尼器的固流耦合分析：
對于ABAQUS的單元介紹已經(jīng)做了詳盡，個人感覺固體力學上ABAQUS還是上手比較方便，而多場耦合、快速建模預(yù)估Workbench會方便一些，因人而異：
【JY】有限單元分析的常見問題及單元選擇
ANSYS Workbench就像一個科技界的“瑞士軍刀”，集合了各種強大的單元技術(shù)，為減隔震元件提供全面且準確的分析支持。近期對于ANSYS Workbench進行了學習，本文將對ANSYS Workbench 各類單元技術(shù)做一個筆記總結(jié)，便于為減隔震元件分析提供理論基礎(chǔ)。（畢竟Workbench大部分時候會自動匹配相應(yīng)所需技術(shù)）
B-bar方法完全積分
Workbench中的B-bar方法是一種常用于處理低階單元完全積分的技術(shù)，也被稱為選擇性減積分策略。它是針對有限元分析（FEA）中的一種改進方法，旨在提高計算效率和準確性。
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隔震分析的相關(guān)專題、標簽、搜索
隔震分析的最新內(nèi)容
通過對非隔震結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的總重為665000kg。根據(jù)隔震結(jié)構(gòu)基頻計算理論公式，得到三維隔震結(jié)構(gòu)的水平向基頻為3.764 Hz，豎向基頻為 88.145 Hz，這與圖5中得到的ANSYS計算結(jié)果基本一致，水平向誤差小于0.5%，豎向誤差小于5 %。驗證了三維隔震有限元模擬的正確性。
彈性滑板隔震支座在分析時的注意事項
分析時，須先對結(jié)構(gòu)施加重力荷載作為初始重力工況，再開展時程分析，因為彈性滑板支座的受力性能與豎向荷載相關(guān)性較大；
對需要考慮豎向地震的結(jié)構(gòu)需要重視其影響；
于彈性滑板支座，橡膠支座部及滑移材料的壓應(yīng)力限值均應(yīng)滿足表4.6.3的規(guī)定；
彈性滑板支座在地震作用下水平位移不應(yīng)大于其產(chǎn)品水平極限位移的 0.75倍。
圖 2 非隔震結(jié)構(gòu)有限元模型
對非隔震結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到前三階頻率如圖3所示。
圖 3 非隔震結(jié)構(gòu)前三階頻率
前三階振型如圖4所示。
圖 4 非隔震結(jié)構(gòu)前三階振型
6. 隔震設(shè)計
選用GZY1100-220型隔震支座，布置在混凝土柱的底部中心位置。
圖 5 三維隔震結(jié)構(gòu)有限元模型
對三維隔震結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到前三階頻率如圖6所示。
# 軟件討論
【JY】ANSYS Workbench在減隔震應(yīng)用分析中的單元積分技術(shù)筆記
近期對于ANSYS Workbench進行了學習，本文將對ANSYS Workbench 各類單元技術(shù)做一個筆記總結(jié)，便于為減隔震元件分析提供理論基礎(chǔ)。（畢竟Workbench大部分時候會自動匹配相應(yīng)所需技術(shù)）
B-bar方法完全積分
Workbench中的B-bar方法是一種常用于處理低階單元完全積分的技術(shù)，也被稱為選擇性減積分策略。
圖 減震/隔震結(jié)構(gòu)譜分析
JY的建議：位移型/速度型阻尼器 布置在框架結(jié)構(gòu)之中，而不可應(yīng)用于帶有大量剪力墻的結(jié)構(gòu)體系中，不要陶醉在虛假的數(shù)值計算中。
即便是高層，也可采用多阻尼器的框架結(jié)構(gòu)，此時側(cè)向剛度可更多的讓位移型阻尼器提供。
即便遇到超高層，通常超高層由于側(cè)向剛度和建筑需求，基本采用框筒結(jié)構(gòu)，主要變形是彎曲型變形。但是位移型/速度型阻尼器 減震需要剪切變形空間。
參考文獻
[1] 李健，邵長江．摩擦擺支座隔震連續(xù)梁橋抗震分析的簡化計算方法[J]．鐵道建筑，2019(6):10-13.
[2] 向大峰．連續(xù)梁拱橋抗震性能研究[J]．四川建筑，2019(3):180-181+184.
[3] 彭波．獨塔斜拉橋抗震分析[J]．黑龍江交通科技，2019(7):113+115.
關(guān)于隔震精細化分析
目前隔震精細化分析考驗的是算力，都明白精細化分析可更細致分析任何結(jié)構(gòu)結(jié)果。
精細化分析是否是吃力不討好是關(guān)鍵點，精細化分析需要拿掉更多假定，甚至假定僅存在細觀或材料層面。
目前精細化分析中結(jié)構(gòu)構(gòu)件層面有些許假定存在假定過度，如填充墻。使得數(shù)值空間和實際空間完全是兩回事。工程師精細化的目的是利用模擬反演實際情況。
通用部分有
限元（如ANSYS）對減隔震結(jié)構(gòu)分析個人覺得不是很友好（除去二次開發(fā)，這玩意兒想開發(fā)啥開發(fā)啥），彈簧單元類型較少，難以滿足復(fù)雜減隔震單元需求。如目前在ANSYS中，大部分做結(jié)構(gòu)橡膠支座模擬(包括網(wǎng)絡(luò)教程)采用的是三個解耦的彈簧進行模擬，這個不能說不精確，只能說是仁者見仁智者見智。
其中FNA適合于帶有少量非線性連接單元的結(jié)構(gòu)，計算速度快是其主要優(yōu)點，在減隔震分析中多被采用；而非線性直接積分法適用范圍更廣，適用于除時間相關(guān)效應(yīng)外的所有非線性行為，適用性強是其主要優(yōu)點，在大震彈塑性時程分析當中多被采用。本文主要介紹非線性直接積分法的相關(guān)設(shè)置與應(yīng)用。
