PERFORM-3D原理与实例PDF电子书下载

第一部分 基础与入门 1

1 PERFORM-3D软件介绍 3

1.1概述 3

1.2软件界面 3

1.3建模阶段 4

1.3.1结构总体信息【Overall information for structure】？ 5

1.3.2节点【Nodes】？ 5

1.3.3组件属性【Component properties】？ 6

1.3.4单元【Elements】？ 7

1.3.5增加或删除框架【Add or delete frames】？ 8

1.3.6荷载样式【Load patterns】？ 9

1.3.7导入导出结构数据【Import/export structure data】？ 9

1.3.8位移比与挠度【Drifts and deflections】？ 9

1.3.9结构截面【Structure sections】？ 9

1.3.10极限状态【Limit states】？ 11

1.3.11非激活单元【Inactive elements】？ 12

1.4分析阶段 12

1.4.1荷载工况【Set up load cases】？ 12

1.4.2运行分析【Run analysis】？ 12

1.4.3模态分析结果【Modal analysis results】？ 14

1.4.4能量平衡【Energy balance】？ 14

1.4.5极限状态组【Limit state groups】？ 14

1.4.6变形形状【Deflected shapes】？ 15

1.4.7时程【Time histories】？ 16

1.4.8滞回曲线【Hysterisis loops】？ 16

1.4.9弯矩剪力图【Moment and shear diagrams】？ 16

1.4.10通用Pushover分析后处理【General push-over plot】？ 16

1.4.11目标位移法【Target displacement method】？ 16

1.4.12使用率曲线【Usage ratio graphs】？ 17

1.4.13组合与包络【Combinaitons and envelopes】？ 17

1.5本章小结 17

1.6参考文献 17

2入门实例：平面钢框架弹性分析 18

2.1算例介绍 18

2.2建立模型 19

2.2.1启动PERFORM-3D软件 19

2.2.2总体信息 19

2.2.3节点操作 20

2.2.4定义组件属性 23

2.2.5建立单元 25

2.2.6定义荷载样式 27

2.2.7定义层间位移角 29

2.2.8定义结构截面 29

2.2.9定义极限状态 31

2.3模态分析 32

2.4静力分析 34

2.4.1定义荷载工况 34

2.4.2建立分析序列 35

2.4.3查看分析结果 36

2.5动力时程分析 40

2.5.1定义荷载工况 40

2.5.2建立分析序列 42

2.5.3查看分析结果 43

2.6反应谱分析 44

2.6.1定义荷载工况 45

2.6.2建立分析序列 47

2.6.3查看分析结果 47

2.7本章小结 48

2.8参考文献 48

第二部分 原理与实例 51

3钢筋与混凝土材料的单轴本构关系 53

3.1引言 53

3.2钢筋的单轴本构 53

3.2.1双线性弹塑性模型 53

3.2.2 Mengegotto＆Pinto模型 53

3.3混凝土的单轴本构 55

3.3.1单轴应力-应变关系 55

3.3.2往复荷载作用下混凝土的单轴本构 63

3.4 PERFORM-3D中的骨架曲线及滞回环 65

3.4.1骨架曲线 65

3.4.2滞回环 66

3.5 PERFORM-3D中钢筋与混凝土材料的单轴本构 69

3.5.1 PERFORM-3D中的钢筋材料 69

3.5.2 PERFORM-3D中的混凝土材料 70

3.6本章小结 72

3.7参考文献 72

4塑性铰模型 74

4.1梁柱塑性铰模型 74

4.2弯矩塑性铰（M铰） 74

4.2.1转角型塑性铰 74

4.2.2曲率型塑性铰 75

4.2.3刚-塑性铰属性的确定 75

4.2.4弯曲塑性铰（M铰）的参数定义实例 76

4.3轴力-弯矩相关型塑性铰（PMM铰） 84

4.3.1 PMM铰基本属性 84

4.3.2 PMM铰参数定义实例 85

4.4塑性铰模型算例 92

4.4.1算例介绍 92

4.4.2建模阶段 93

4.4.3分析阶段 97

4.4.4分析结果 100

4.5本章小结 102

4.6参考文献 102

5纤维截面模型 103

5.1梁柱纤维截面模型 103

5.2 PERFORM-3D中的梁柱纤维截面模型 103

5.2.1纤维截面组件 103

5.2.2框架复合组件 104

5.3梁柱纤维截面模型算例 104

5.3.1算例介绍 104

5.3.2建模阶段 104

5.3.3分析阶段 112

5.3.4分析结果 113

5.4剪切强度截面 114

5.4.1概念介绍 114

5.4.2剪切强度截面应用算例 116

5.5纤维梁柱单元的轴向伸长效应 119

5.6本章小结 120

5.7参考文献 121

6剪力墙模拟 122

6.1引言 122

6.2多竖向弹簧单元模型（MVLEM）理论 122

6.2.1 MVLEM的研究背景 122

6.2.2 MVLEM的基本列式 123

6.3 PERFORM-3D剪力墙宏观单元介绍 125

6.4剪力墙数值模拟实例 126

6.4.1试验介绍 126

6.4.2建模阶段 127

6.4.3分析阶段 137

6.4.4 Pushover分析 139

6.4.5低周往复加载模拟 140

6.5本章小结 141

6.6参考文献 141

7填充墙模拟 142

7.1引言 142

7.2原理分析 142

7.2.1填充墙的破坏机理 142

7.2.2填充墙分析模型 142

7.2.3对角斜压杆模型的参数定义 143

7.2.4 PERFORM-3D中填充墙的模拟方法 145

7.3算例简介 146

7.4建模阶段 147

7.4.1定义等效斜压杆的材料 147

7.4.2定义混凝土压杆（Concrete Strut）组件 149

7.4.3定义复合组件 149

7.4.4定义荷载样式 150

7.4.5定义位移角 150

7.4.6定义结构截面 150

7.5分析阶段 151

7.5.1定义重力荷载工况 151

7.5.2定义动力荷载工况 151

7.5.3建立分析序列 152

7.6分析结果 153

7.6.1空框架计算结果与试验结果对比 153

7.6.2框架-填充墙计算结果与试验结果对比 153

7.6.3空框架与带填充墙框架的滞回性能对比 153

7.7本章小结 154

7.8参考文献 154

8黏滞阻尼器 155

8.1引言 155

8.2原理分析 155

8.2.1黏滞阻尼器的耗能机理 155

8.2.2 PERFORM-3D中黏滞阻尼器的模拟 156

8.3算例简介 158

8.4建模阶段 160

8.4.1节点操作 160

8.4.2定义组件 161

8.4.3建立单元 164

8.4.4定义位移角 164

8.4.5定义结构截面 164

8.5分析阶段 166

8.5.1定义地震工况 166

8.5.2建立分析序列 167

8.6分析结果 168

8.6.1模态分析结果 168

8.6.2动力时程分析结果 169

8.6.3有阻尼器与无阻尼器结构分析结果对比 171

8.7本章小结 172

8.8参考文献 172

9屈曲约束支撑 173

9.1引言 173

9.2原理分析 173

9.2.1压杆稳定问题与普通支撑的受力性能 173

9.2.2屈曲约束支撑的组成与力学性能 174

9.2.3 PERFORM-3D中BRB的模拟 175

9.3算例简介 178

9.4建模阶段 180

9.4.1节点操作 180

9.4.2定义材料 180

9.4.3定义截面组件 180

9.4.4定义BRB组件 182

9.4.5定义弹性杆 184

9.4.6定义端部刚域 185

9.4.7定义大刚度弹簧 186

9.4.8定义复合组件 186

9.4.9建立单元 186

9.4.10定义荷载样式 186

9.4.11定义位移角 188

9.4.12定义结构截面 189

9.5分析阶段 189

9.5.1定义重力荷载工况 189

9.5.2定义动力荷载工况 189

9.5.3建立分析序列 190

9.6分析结果 191

9.6.1顶点位移时程 191

9.6.2基底剪力时程 191

9.6.3顶点位移-基底剪力滞回曲线 191

9.6.4 BRB响应 192

9.7本章小结 193

9.8参考文献 193

10摩擦摆隔震支座 194

10.1引言 194

10.2原理分析 194

10.2.1摩擦摆隔震支座基本组成 194

10.2.2摩擦摆隔震支座的受力性能 194

10.2.3 PERFORM-3D中的摩擦摆隔震支座 195

10.3算例简介 197

10.4建模阶段 199

10.4.1节点操作 199

10.4.2定义组件 201

10.4.3建立单元 203

10.4.4定义荷载样式 205

10.4.5定义层间位移角 206

10.4.6定义结构截面 207

10.5分析阶段 207

10.5.1定义重力工况 207

10.5.2定义地震时程工况 207

10.5.3建立分析序列 207

10.6分析结果 209

10.6.1模态分析结果 209

10.6.2位移时程 210

10.6.3滞回曲线 211

10.7本章小结 212

10.8参考文献 212

11橡胶隔震支座 213

11.1引言 213

11.2原理分析 213

11.2.1橡胶隔震支座介绍 213

11.2.2橡胶隔震支座的力学模型 214

11.2.3 PERFORM-3D中的橡胶隔震支座 215

11.3算例简介 217

11.4建模阶段 218

11.4.1节点操作 218

11.4.2定义组件 218

11.4.3建立单元 219

11.4.4定义荷载样式 220

11.4.5定义位移角 220

11.4.6定义结构截面 220

11.5分析阶段 221

11.5.1定义重力工况 221

11.5.2定义地震时程工况 221

11.5.3建立分析序列 221

11.6分析结果 223

11.6.1模态分析结果 223

11.6.2时程分析结果 224

11.6.3橡胶隔震支座滞回性能 224

11.6.4隔震与非隔震结构整体响应 224

11.7本章小结 225

11.8参考文献 226

12缝-钩单元 227

12.1引言 227

12.2 PERFORM-3D中的缝-钩单元 227

12.3算例简介 227

12.4建模阶段 228

12.4.1 Gap-Hook组件 229

12.4.2 Gap-Hook单元 229

12.4.3荷载样式 230

12.4.4位移角 230

12.5分析阶段 231

12.5.1动力荷载工况 231

12.5.2分析序列 232

12.6分析结果 232

12.7本章小结 235

12.8参考文献 235

13变形监测单元 236

13.1变形监测单元介绍 236

13.1.1轴向应变监测（Axial Strain Gage）单元 236

13.1.2梁转角监测（Rotation Gage Beam Type）单元 236

13.1.3墙转角监测（Rotation Gage Wall Type）单元 237

13.1.4剪应变监测（Shear Strain Gage）单元 237

13.2算例1：梁转角监测（Rotation Gage Beam Type）单元应用 237

13.2.1算例简介 237

13.2.2建模阶段 238

13.2.3分析阶段 241

13.2.4分析结果 241

13.3算例2：墙转角监测（Rotation Gage Wall Type）单元应用 241

13.3.1算例简介 241

13.3.2建模阶段 242

13.3.3分析阶段 245

13.3.4分析结果 245

13.4本章小结 246

13.5参考文献 247

第三部分 综合分析专题 249

14往复位移加载的两种方法 251

14.1引言 251

14.2往复位移加载方法 251

14.2.1基于Pushover工况的分析方法 251

14.2.2基于Dynamic Force工况的分析方法 252

14.3往复位移加载分析实例 252

14.3.1模型简介 253

14.3.2模型建立 253

14.4分析结果 262

14.4.1 Push-OVer方法结果查看 262

14.4.2 Dynamic Force方法结果查看 263

14.4.3分析结果对比 264

14.5本章小结 265

14.6参考文献 265

15多点激励地震分析 266

15.1引言 266

15.2多点激励地震分析 266

15.2.1常用的多点激励地震时程分析方法 266

15.2.2 PERFORM-3D中多点激励地震分析的实现 266

15.3多点激励分析实例 267

15.3.1模型简介 267

15.3.2地震波信息 268

15.3.3时程分析工况 269

15.3.4 SAP2000建模 270

15.3.5 PERFORM-3D建模 275

15.3.6分析结果 279

15.4本章小结 281

15.5参考文献 281

16 Pushover分析原理与实例 283

16.1引言 283

16.2能力谱法介绍 283

16.2.1建立Pushover曲线 284

16.2.2建立能力谱曲线 285

16.2.3建立需求谱曲线 286

16.2.4折减需求谱 286

16.2.5求取性能点 288

16.3 Pushover分析算例 289

16.3.1算例简介 289

16.3.2建模阶段 291

16.3.3分析阶段 294

16.3.4 Pushover分析后处理 296

16.4本章小结 303

16.5参考文献 303

17结构整体动力弹塑性分析与抗震性能评估 305

17.1算例介绍 305

17.2小震反应谱分析 306

17.2.1分析参数 306

17.2.2分析结果 306

17.3 PERFORM-3D弹塑性分析模型 307

17.3.1节点操作 307

17.3.2材料 309

17.3.3框架梁 311

17.3.4框架柱 312

17.3.5剪力墙 314

17.3.6内嵌梁 315

17.3.7单元属性 315

17.3.8荷载样式 316

17.3.9框架 316

17.3.10位移角 316

17.3.11结构截面 316

17.3.12极限状态 317

17.4 PERFORM-3D模态分析 318

17.5大震动力弹塑性时程分析 319

17.5.1地震波选取 319

17.5.2定义分析工况 321

17.5.3建立分析序列 323

17.5.4分析结果 324

17.6本章小结 333

17.7参考文献 334

第四部分 结构动载试验模拟 335

18缩尺桥墩振动台试验模拟 337

18.1试验简介 337

18.2建模阶段 338

18.2.1节点操作 339

18.2.2定义组件 339

18.2.3建立单元 342

18.2.4定义荷载样式 342

18.2.5定义位移角 343

18.3分析阶段 344

18.3.1定义荷载工况 344

18.3.2建立分析序列 345

18.4分析结果 345

18.5参考文献 346

19足尺桥墩振动台试验模拟 347

19.1试验简介 347

19.2建模阶段 349

19.2.1节点操作 349

19.2.2定义组件 350

19.2.3定义单元 353

19.2.4定义荷载样式 353

19.2.5定义位移角 353

19.3分析阶段 354

19.3.1定义重力荷载工况 354

19.3.2定义地震时程工况 354

19.3.3建立分析序列 355

19.4分析结果 357

19.5参考文献 359

20足尺框架伪动力试验模拟 360

20.1试验简介 360

20.2建模阶段 363

20.2.1节点操作 363

20.2.2定义组件 364

20.2.3定义单元 367

20.2.4定义荷载样式 368

20.2.5定义位移角 370

20.3分析阶段 371

20.3.1定义荷载工况 371

20.3.2分析序列 372

20.4分析结果 374

20.5参考文献 374

第五部分 常见错误与警告 377

21建模阶段常见错误与警告 379

21.1 【Nodes】模块 379

21.2 【Component properties】模块 379

21.3 【Drift and deflections】模块 380

21.4 【Limit States】模块 380

22分析阶段常见错误与警告 381

22.1 【Set up load cases】模块 381

22.2 【Run analysis】模块 381

22.3 【Hysteresis loops】模块 382