SAUSAGE与ABAQUS在某超限高层大震弹塑性时程分析中的应用

原文发表于《建筑结构》2019年5月上/第49卷第9期

今天，小编节选原文，和大家分享，一起去看看吧~

作者简介  

    陈柯，硕士，工程师

    就职于成都基准方中建筑设计有限公司。

引言

本文通过某实际超限项目分别采用ABAQUS和SAUSAGE进行弹塑性时程分析，用以验证SAUSAGE分析结果的正确性。同时也验证了该项目结构大震下满足性能目标D的相关要求。

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 工 程 概 况

某工程项目位于成都市成华区万年场附近。该项目为商业综合体建筑，三层地下室，房屋总高度80.300m，地上4层为商业裙房（24.05m），4层以上为酒店塔楼。裙房与塔楼不设置抗震缝，结构类型为框架-剪力墙结构。地上建筑面积约5.5万㎡。

主要超限项为：

1）塔楼偏置：塔楼与底盘X向偏心距为16.8%，Y向偏心距为37.2%＞20%。

2）尺寸突变：结构X，Y向收进后尺寸比例分别为43.8%，30.7%，收进后的尺寸小于相应下部楼层水平尺寸的55%。

3）扭转不规则：考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件的扭转位移比为1.38，大于1.2。

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 质量与动力特征

ABAQUS和SAUSAGE的总质量和特征周期非常接近，说明了ABAQUS和SAUSAGE模型的正确性。

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 楼 层 位 移

ABAQUS和SAUSAGE顶点位移时程曲线吻合良好，结果非常接近。ABAQUS曲线幅值比SAUSAGE略大一点，但曲线总体趋势一致。

ABAQUS和SAUSAGE计算所得X向的层间位移角最大值分别为1/271和1/235，出现在10层；Y向的层间位移角最大值分别为1/237和1/245，出现在11层；结构在X，Y两个方向层间位移角均满足抗震性能目标1/100的限值要求。

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 楼 层 剪 力

SAUSAGE和ABAQUS的X，Y向楼层剪力计算结果吻合，体型收进处（6层楼面）发生了楼层剪力突变。

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 结 构 损 伤

塔楼以及相关范围内，大部分墙肢无损伤或受压损伤因子小于0.1，仅个别角部损伤因子大于0.1小于0.5，其分布宽度小于截面面积的50%，且其钢筋处于弹性状态。综合考虑，可以认为塔楼相关范围个别剪力墙为轻度损坏，大部分剪力墙为轻微损坏或无损坏，满足预设的性能目标。

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 塑 性 耗 能

采用ABAQUS得到剪力墙部分塑性耗能曲线和框架部分塑性耗能曲线，剪力墙塑性耗能占比为79.65%，框架塑性耗能占比为19.76%。说明结构的主要耗能构件为连梁，框架损伤不大。剪力墙部分在6S时开始进行耗能，框架部分在13S时开始进行耗能。说明框剪结构中剪力墙起到了第一道抗震防线作用，框架部分起到了第二道抗震防线作用。

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 计算速度对比

本项目采用的计算电脑配置CPU为i7-4790，显卡为G980i，内存32GB。由于ABAQUS模型和SAUSAGE模型单元划分、单元数、单元编号均相同，模型的单元数约为19.5万个。采用相同地震波ABAQUS计算需要14h，SAUSAGE需要1h50min！

1. SAUSAGE和ABAQUS分析结果一致，说明了SAUSAGE大震弹性分析结果的可靠性。

2 .  给定地震波作用下，结构处于稳定状态，满足“大震不倒”的抗震设防目标。

3 .  无论从层间位移角还是构件损伤看，结构在大震下的损伤或塑性都是较小的，因此工程算例对两个软件的差异性不会太大。本文所得结果仅供7度区相似结构参考。

END

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