1、隨著我國城市化進程的加快,高層建筑抗震成為城市防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的一個研究重點。震害資料表明,在強震作用下,部分高層建筑嚴(yán)重受損或倒塌,直接導(dǎo)致了巨大的人員傷亡,財產(chǎn)損失。為了保證強震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)安全,必須加強強震下結(jié)構(gòu)抗震性能的研究,而建立起一個合理有效的強地震作用下高層建筑反應(yīng)模擬方法是實現(xiàn)這個目標(biāo)的必由之路。然而目前高層建筑在強震下的模擬方法在很多方面還存在問題,如剪力墻非線性分析模型不成熟;多維應(yīng)力狀態(tài)下的材料本構(gòu)有待進一步認(rèn)識

2、;強非線性在計算中容易迭代不收斂而中止導(dǎo)致不能得到計算結(jié)果等。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴為了提高纖維單元模擬的效率,通過采用基于力插值梁柱單元,使用一個單元就可模擬梁、柱構(gòu)件,這將大大減少單元數(shù)量及自由度數(shù)量,尤其對于高層建筑。提出了在基于力插值梁柱單元中采用固定端部求積節(jié)點的積分方法,在不影響精度的前提下采用更少的單元積分點以提高效率。通過實例分析和“整體框架擬靜力倒塌試驗分析競賽”算例分析,表明了固定端部求積節(jié)點的積分方法在

3、較少的積分節(jié)點下能保證較高的精度,提高了效率。
　?、铺岢隽丝紤]截面剪切變形的修正基于力插值纖維單元(MFBFE),其截面不再是平截面,而是曲面,用于模擬剪力墻的地震反應(yīng)非線性分析。算例分析結(jié)果表明,分析結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好,成功預(yù)測了構(gòu)件的初始剛度、屈服力、極限力、卸載剛度、殘余位移、延性和能量耗散。通過“E-Defense四層RC&PT結(jié)構(gòu)盲測競賽”算例分析,表明了MFBFE單元模擬框架剪力墻結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析有較高的精度。<

4、br>　?、菍﹄[式方法和顯式方法進行了對比分析。實例分析表明,從計算精度來講,隱式方法和顯式方法都能得到較好的精度。從計算效率來講,對于自由度較少的小型結(jié)構(gòu),隱式方法計算效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于顯式方法;對于自由度龐大的大型結(jié)構(gòu),顯式方法計算效率高于隱式方法。建議處理自由度多的高層建筑彈塑性分析時,采用顯式分析方法。
　?、然趖cl/tk語言開發(fā)了跨平臺交互式圖形用戶界面軟件ViPSea(Visual Interaction Program

5、 for structural engineering analysis),它采用交互式的圖形建模、調(diào)用OpenSees計算以及結(jié)果圖形顯示模式,因此可以實時動態(tài)的顯示分析過程和結(jié)構(gòu)反應(yīng)。同時,它是一種跨平臺的軟件,可以在任何X86構(gòu)架的計算機系統(tǒng)上直接運行。ViPSea大大提高了工作效率,為高層建筑非線性實時分析提供一個全新的平臺。
　?、刹捎肰ipSea程序?qū)︺氪ǖ卣鹬衅茐膰?yán)重的都江堰市電信大樓進行逐步增量時程分析(IDA)。