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