尽管对常用建筑材料,如混凝土、钢材以及它们之间的界面的非线性力学行为的数学描述还有种种不足之处,但弹塑性时程地震反应分析近年来已经在国内的高层、超高层建筑结构的设计与论证中流行起来。然而PKPM,ETABS,SAP2000等国内设计院比较熟悉的结构分析软件在材料非线性方面的表现难以令人满意,并且非线性分析本身就对设计人员提出了更高的专业要求。这是一件好事儿,起码可以认为建筑结构设计的技术含量提高了。
另一方面,对于结构设计而言,先进的分析、计算甚至建模手段,与工程经验一样都非常重要。片面强调二者中的一个而忽视另一个的做法都不足取。
某高层建筑结构,总建筑面积13.8万平方米,位于北京CBD核心区,有两个塔楼,左图中主塔楼和两个塔楼的公共裙楼。主塔楼地面以上高度近150米,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构。
采用ABAQUS 6.7进行结构的弹塑性动力时程分析,梁、柱杆件采用B33单元,构件本构采用我们自己开发的基于ABAQUS的PQ-Fiber截面纤维模型,该模型可以较好的模拟钢筋混凝土、钢骨混凝土等杆系构件的滞回行为。剪力墙采用壳单元S4,剪力墙中混凝土采用ABAQUS自带的Druger-Prager模型。纤维梁单元和剪力墙中的钢筋都采用PQ-Fiber中定义的单轴滞回模型,可以通过再加载刚度的退化近似模拟钢筋-混凝土界面的滑移。
分析采用ABAQUS/Standard隐式求解模块。