[出书]结构弹塑性分析程序OPENSEES原理与实例

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【购买指南】：
【淘宝】打开taobao.com，搜索OPENSEES，即可购买，如下地址：[中联建筑图书]


2011年我完成了我的博士论文关于剪力墙构件的性能指标的研究，在这个过程中我编制了一个小型的弹塑性分析平台MESAP，主要就是参考OPENSEES进行编制。在博士论文的大部分章节中，还详细地介绍了很多与OPENSEES相关的材料模型，单元模型，试验实例及单元开发原理等。这些与本书OPENSEES教程是相通的。毕业之后，我到一定国际性的结构顾问公司工作，主要从事高层建筑结构的设计与分析等。工作之后，我尝试着将我以前做OPENSEES分析时用的小工具ETO进行发布，在DINOCHEN.COM进行发布。简单介绍一下ETO，它的全称是ETABS TO OPENSEES，主要功能将ETABS转化为OPENSEES的程序，由于ETABS的前处理非常方便，因此可以借此作为OPENSEES的前处理工具。发布以后，发现还是受到研究OPENSEES的学生欢迎。通过一些使用者的意见回馈，不断地更新ETO。后来为了使大家更好地了解ETO的操作及OPENSEES的命令流，我又补充了一个OPENSEES与ETO的实例教程，这就是这本书的主体部分。

这是一本还没有写完的书，希望读者通过本书与我联系，如果出版下一版会出更多的实例，面向OPENSEES更新的功能。感谢DINOCHEN.COM的支持者的支持，感谢WSP我的上司黄汉华先生的支持，让我得以出版此书，感谢我的导师韩小雷老师，季静老师在我的博士论文期间对我的指导。感谢与我一同为出书努力的林哲师弟。最后感谢妻子颜宇靖对我的默默支持，她对我的照顾是我写作的动力，还有女儿Emma，她是我创作的灵感！
最后感谢为本书写序的韩小雷教授、吕大刚教授、Prof. Tony Yang与古泉教授，他们的写序也是对我的写这本书的努力的肯定！
由于笔者的学识有限，本书应存在不少的错漏与不足之处。如有出错之处，请读者见谅，如有需要请与我联系，我的邮箱是dinochen1983@qq.com

好啦，开始读吧，然后，开始练习实例。
本书学习资料网页：http://www.dinochen.com/opensees_book/index.htm


[小记]出书啦，今天正式出版啦，这本书主要讲述一个叫OPENSEES软件。里面讲到很多弹塑性的基本概念，我再怎么简介也没有用，在这非常感谢对我出书帮助最多的人，中国建筑工业出版社的刘瑞霞编辑，她的细心认真的工作，让我得以出版此书，另特别感谢四位资深的学者专家，对我的书做序做推荐，感谢吕大刚教授，导师韩小雷教授，古泉教授及远在加拿大的TONY YANG教授。感谢他们写的精彩的序，另外再一次感谢我的父母及妻子的在生活上的支持，同时感谢在我写书的期间小女儿Emma快乐成长及Adam小儿子的出生。谢谢所有支持dinochen.com及申请eto小程序 的同学们，你们在网上的支持永远是我写书的动力，我把书的封面，致谢，序言及目录放上网上，以纪念我第一本业余学术的书的出版。






吕大刚:在国内外众多的OpenSEES前后处理程序中，由陈学伟博士所开发的ETO程序是佼佼者。陈博士在攻读博士学位之间，就对OpenSEES有深入的了解，并在钢筋混凝土剪力墙抗震性能的研究方向颇有建树。陈博士毕业以后即在网络上发布了ETO程序，并结合工作经验，编写了20多个实例教程。陈博士的ETO程序和实例教程对于OpenSEES在国内的推广和应用起到了非常重要的作用。陈博士不仅在工作上十分勤奋，而且在虚拟空间中也是十分的友善，在QQ群“OpenSees与地震工程”中，网友每有疑问必亲自作答，具有极高的人气。
作为OpenSEES的“资深用户”，本人看到陈学伟博士的这部著作后，感觉到非常的兴奋和振奋。这部书不仅对我本人的科研工作有巨大的裨益，我相信对于从事土木工程研究的广大莘莘学子、特别是OpenSEES的初学者而言，简直就是一部武林之中人人觊觎的“葵花宝典”。祝愿这本OpenSEES宝典对于推动我国土木工程防灾减灾的研究水平起到越来越重要的作用。
吕大刚，男，1970年生，工学博士，哈尔滨工业大学土木工程学院教授，土木工程与工程力学专业博士生导师，现任哈尔滨工业大学土木工程学院副院长。1999年博士毕业于哈尔滨建筑大学工程力学专业，2003~2004年在美国加州大学伯克利分校土木与环境工程系作访问学者，2008~2009年在瑞士苏黎世联邦工业大学土木工程系作访问教授。主要从事结构安全性与可靠性、工程灾害风险分析、地震工程、结构动力学、随机动力学等领域的科学研究工作。主持完成国家自然科学基金重大研究计划培育项目、重大项目、面上项目、国家科技支撑计划课题等30多项；

韩小雷：在基于性能的抗震设计研究中，如何准确的模拟钢筋混凝土结构的弹塑性行为一直是个难题，OpenSEES为解决这个难题提供了一个可行的平台。华南理工大学高层建筑结构研究所是国内最早使用OpenSEES的团队之一，在科研方面，团队在参加第14界WCEE预测性分析比赛中，借助OpenSEES平台取得了优异的成绩；在工程应用方面，我们完善了OpenSEES的前后处理，并将其应用于广州花园酒店结构改造可行性研究、某大跨连体结构的稳定性分析等工程中，陈学伟博士在其中做了大量开创性的工作。陈博士的这本书不仅介绍了OpenSEES在弹塑性分析方面的理论知识，同时结合陈博士多年的研究，提供了25个翔实有趣的例子供读者参考。希望在这本书的帮助下，更多的研究者使用OpenSEES开展科研工作，在这个平台上学习、交流和分享各自的研究成果，共同促进基于性能的结构抗震设计、结构弹塑性分析方法的发展。
韩小雷：江苏扬州人，教授、博士生导师，华南理工大学高层建筑结构研究所所长、广东省超限高层抗震审查专家委员会委员、亚热带建筑科学国家重点实验室建筑工程技术实验中心副主任。长期从事高层建筑结构抗震教学、科研和工程设计，出版专著1本、教材3本，发表论文100余篇，主持高层建筑结构抗震超限设计30余项。研究成果获省部级科技进步奖，工程设计获英联邦结构工程师学会中国设计大奖。

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旧论文整理：
这是一篇关于采用ETABS进行筏板基础设计的文章，对，ETABS也能进行筏板设计，现在有了SAFE更好，ETABS可以考虑上部结构的效应，通过E2K可以快速建模。

点击下载此文件：高层住宅基础优化设计实例

【中文篇名】	高层住宅基础优化设计实例
【作者】	古今强； 侯家健； 陈学伟；
【英文作者】	Gu Jinqiang1 Hou Jiajian1 Chen Xuewei2(1、Guangzhou Jiacheng Engineering Consultant Co.,Ltd.Guangzhou 511400,China;2、WSP H.K.Ltd.HongKong China)
【作者单位】	广州市嘉诚建设顾问有限公司； WSP香港科进有限公司；
【文献出处】	广东土木与建筑 , Guangdong Architecture Civil Engineering,
【中文关键词】	基础优化设计； 筏形基础； 基础埋置深度； 地基稳定性； 基床系数； 沉降预测；
【摘要】	通过对浅层强风化炭质页(灰)岩进行深入的勘察检测和分析,将原设计的冲(钻)孔灌注桩优化为筏形基础,介绍了浅层地基土承载力取值、筏形基础浅埋稳定性分析、基础沉降预测等关键问题和沉降实测数据反演结果,对软硬不均地基上的筏形基础提出采用统计方法预测沉降的思路。 更多还原

整理旧论文，英文论文，在广州的结构会议上发表，后转发表被SCI收录，是关于我的博士论文，关于剪力墙变形性能指标研究的一篇文章。内容为博士论文的5，6章。提供给大家下载，另外一篇是我以前的团队（华南理工大学高层所，韩小雷老师的团队）做的第一批结构弹塑性分析方法的总结，采用PERFORM-3D来做的，总结了一些方法发表在EASEC-12的高 层会议上，EASEC-12,为第十二届东亚-太平洋地区结构工程与施工学术会议，当年刚好在香港会展举办，刚好我在WSP实习，于是发表了，EI收录。

Research on Deformation Limit State of Reinforced Concrete Shear-Walls
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【作者】 韩小雷，陈学伟，孙思为



The limit state of shear-walls deformation is the key factor to performance-based seismic design of RC
shear-wall structures. A structural nonlinear analysis program named MESAP (Macro Element based Structural
Analysis Program), is developed by object-oriented technology to simulate the nonlinear behavior of
shear-walls which are designed according to Chinese codes. In the MESAP, two types of elements MVLE
(multiple-vertical-line-element) and MCFT (modified compression-field theory) are proposed. Several shear-wallcomponent-
experiments were used to verify the rationality and reliability of two nonlinear finite element models.
In considering of different reinforcement ratios, axial force level and section dimensions, series models of high
and low RC shear-walls are used to obtain the deformation limit state of different earthquake levels. Moreover
the calculation approach of the deformation limit state of shear-walls of frequent, medium and rare earthquake
level are presented, which can be applied to evaluate the plastic deformation of shear-walls of RC building under
different earthquake level.

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Fiber Element Based Elastic-Plastic Analysis Procedure and Engineering Application

【作者】 陈学伟，韩小雷，罗凡，吴爽

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Elastic-plastic time history analysis of super high-rise building is accomplished by the program PERFORM-3D to
evaluate the global response and component deformation of structure based on fiber element theory. Direct modeling
of a tall building in PERFORM-3D is complicated; hence a pre-process program ETP is established for a more
effective and accurate modeling. Analysis improves that fiber element-based nonlinear analysis of the overall
structure reveals the macro properties of the structure as well as the force-deformation relationship for the component
and stress-strain relationship for the fiber in the micro scope. Finally, the global response, component deformation
and energy dissipation of the complicated tall building designed by the current codes subjected to severe ground
motions are studied in one engineering practices.

旧论文整理：
这是一篇关于多层框架结构（医院）增加粘滞阻尼器的工程的一篇工程文章，里面的弹塑性用到了PERFORM-3D，弹性分析采用ETABS，施工图的配筋用量评估，采用DINOETE出的CAD图。

以下是原文的下载。
点击下载此文件：汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计

【中文篇名】	汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计
【作者】	邓国基； 陈学伟； 杨穗华； 李稼轩；
【英文作者】	Deng Guoji1 Chen Xuewei2 Yang Suihua1 Li Jiaxuan2(1、Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute Guangzhou 510060,China;2、School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology Guangzhou 510640,China)
【作者单位】	广州市城市规划勘测设计研究院； 华南理工大学土木与交通学院；
【文献出处】	广东土木与建筑 , Guangdong Architecture Civil Engineering,
【中文关键词】	耗能减震设计； 框架结构； 粘滞阻尼器； 时程分析； 静力弹塑性分析； 等效附加阻尼比；
【摘要】	摘要：汶川医院采用现浇钢筋混凝土框架结构，考虑其功能重要、结构不规则、抗震要求高等特点，在四周设置了46 个K 型粘滞阻尼器支撑，通过ETABS 计算分析表明设置阻尼器能显著降低结构的响应，提高结构抗震性能，最后讨论了计算粘滞阻 尼器结构附加阻尼比的简化使用算法。

论文简介：这里一篇关于OPENSEES的外部二次开发的体验论文，采用OPENSEES作为求解器，通过编程实现对程序的控制，包括如下一些技术，如控制OPENSEES，检测生成的数据，传送数据，外部分析（力学分析），传入数据给OPENSEES，接力分析等。
充分证明，采用TCL做的OPENSEES，对于外部二次开发，很有利。这是一篇发表于计算力学学报的文章，对做工程研究偏多的我，发表于这样的期刊是比较少见的，BY THE WAY,这个计算力学学报的审稿周期真的有点长。
点击下载：基于网络的结构协同弹塑性分析方法的研究

【英文篇名】	Study on internet-based collaborative structure inelastic analysis
【中文篇名】	基于网络的结构协同弹塑性分析方法的研究
【作者】	陈学伟； 韩小雷； 王响
【英文作者】	CHEN Xue-wei1,2,HAN Xiao-lei1,2,Wang Xiang1(1.Tall Building Structure Research Institute,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	计算力学学报
【中文关键词】	结构协同分析； 联网计算； 非线性有限元； 静力弹塑性分析； 框架剪力墙结构；
【英文关键词】	collaborative structure analysis； network calculation； nonlinear finite element； static elastic-plastic analysis； frame-shear wall structure；
【摘要】	研究了基于网络的结构协同分析方法,包括总刚度矩阵形成、迭代计算方案、程序调控及通讯方案的研究。通过面向对象语言编制基于Internet的结构协同分析软件CSAS。该软件由主机结构计算程序、主机通讯程序、子机控制程序和子机通讯程序四个部分程序组成,通过联网通讯实现程序间实时信息传递。本文以4层框架剪力墙结构与60层框架剪力墙结构进行静力弹塑性分析为例,划分多个子结构,采用CSAS控制多部计算机联网协同计算,并与结构整体分析的结果进行对比,分析结果对比验证了基于网络的结构协同弹塑性分析方法的有效性。 更多还原
【英文摘要】	This paper presents Internet-based collaborative structure analysis,including the research of assembling global stiffness,nonlinear iterative method,program control and communication methods.An Internet-based collaborative structure program CSAS has been developed with object-oriented program language,which is composed of host structure analysis program,host communication program,sub-computer control program and sub-computer communication program.Real-time information transmission between the pr
【DOI】	CNKI:SUN:JCJG.0.2011-04-018
【更新日期】	2012-09-10
【分类号】	TU352.11

 

Dino Chen 论文汇总帖---最后更新时间:2013-12-28

            [01].   基于纤维模型的CFRP布加固混凝土柱有限元分析，《工业建筑》增刊
            [02].   基于OpenSees的预应力混凝土构件弹塑性分析，《工业建筑》增刊
            [03].   The Research of Time-History Response Analysis of Floor Vibration Based on Simulation of Group Walking，《2008建模、计算、仿真、优化及其应用学术会议》(indexed by ISTP)
            [04].   高层建筑结构风振时程分析及风速时程生成软件编制技术研究，《华中科技大学学报(城市科学版)》
            [05].   基于OpenSEES的剪力墙低周往复荷载试验的数值模拟，《华南理工大学学报(自然科学版)》(indexed by EI)
            [06].   OpenSEES的剪力墙宏观单元的研究，《世界地震工程》
            [07].   足尺寸钢框架弹塑性动力试验数值模拟，《地震工程与工程振动》
            [08].   基于人群行走仿真的楼板振动分析方法及反应谱公式推导，《建筑科学》
            [09].   Dynamic Inelastic Numerical Simulation for a Shaking Table Test of a Full Scale Steel Moment Frame Structure based on OpenSEES，《14WCEE Proceeding》
            [10]. Numerical Analysis of Cyclic Loading Test of Shear Walls based on OpenSEES，《14WCEE Proceeding》
            [11]. Research On The Seismic Design Of Transfer-Storey Structures Based On Philosophy Of Capacity Design Under Severe Earthquake，《14WCEE Proceeding》
            [12]. 基于SAP2000的复杂筏板基础分析与设计，《建筑结构_副刊_技术通讯》
            [13]. 基于风洞试验的超高层建筑结构风振时程分析方法研究，《广东土木与建筑》
            [14]. 基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析及工程应用，《建筑结构》
            [15]. 人行天桥振动时程分析方法的研究，《钢结构》
            [16]. 钢管混凝土巨型斜交网格筒中筒结构非线性分析，《地震工程与工程振动》
            [17]. MIDAS/Gen在温度效应分析中的应用，《建筑结构_副刊_技术通讯》
            [18]. E-Defense振动台试验预测性分析比赛的研究综述，《世界地震工程》
            [19]. 基于概率和位移的框支剪力墙结构抗震性能评估方法，《地震工程与工程振动》
            [20]. 粘滞阻尼器在连体高层结构中的抗风减振效果分析，《土木建筑与环境工程》(indexed by EI)
            [21]. 中洲中心观光门架抗震性能分析，《建筑结构学报》(indexed by EI)
            [22]. 基于网络的结构协同弹塑性分析方法的研究，《计算力学学报》(indexed by EI)
            [23]. 基于宏观单元的结构非线性分析方法、算例及工程应用，《第18届全国结构工程学术会议》《工程力学》(indexed by EI)
            [23]. 剪力墙宏观单元研究与低周往复荷载试验数值分析，《2009年全国土木工程博士生学术会议论文集》
            [24]. Research Summary on Long-Span Connected Tall Building Structure with Viscous Dampers，《The Structural Design of Tall and Special Buildings》(indexed by SCI)
            [25]. Dynamic Experiment and Numerical Simulation of a Full Scale Steel Frame with Viscous Dampers，《2009 IJSSD Proceeding》
            [26]. Seismic Performance analysis of wenchuan hospital structure with viscous dampers，《The Structural Design of Tall and Special Buildings》(SCI收录)  
            [27].珠海天朗海峰超限高层建筑结构设计，《建筑结构》
            [28].中洲二期观光门架结构设计，《建筑结构》
            [29].剪力墙非线性宏观单元的研究与单元开发，《工程力学》(indexed by EI)
            [30].高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系模拟地震振动台试验研究，《振动与冲击》(EI收录)     
            [31].不同模型对足尺钢框架振动台试验模拟的影响，《地震工程与工程振动》
            [32].三种非线性梁柱单元的研究及单元开发，《工程力学》(indexed by EI)
            [33].汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计 ，《广东土木与建筑》
            [34].盛德大厦改建工程抗震性能研究 ，《建筑结构》
            [35].Fiber Element Based Elastic-Plastic Analysis Procedure and Engineering Application ，《EASEC-12, Hong Kong 会议论文》(EI收录)
            [36].Research on Deformation Limit State of Reinforced Concrete Shear-Walls，《Advanced Science Letters 会议论文》(SCI收录)
            [37].高层住宅基础优化设计实例，《广东土木与建筑》

点评：

这是一篇关于宏观单元研究及开发的小论文，也是博士论文的其中一个章节，投稿很久了。现在才发表出来。里面介绍了一个程序就是MESAP。其实宏观单元大同小异，真正的原理就是一个简化的思想。本人觉得，这篇文章对于研究纤维单元及OpenSEES，或Perform-3D的软件的同学有帮助，即使不开发单元也能大致理解个中原理。能够区分基于柔度法的纤维单元，与ANSYS，与ABAQUS的积分点杆件单元的实质区别。其中单元的处理及算法的迭代，文章难以表述，以后或许考虑写一本书去介绍吧。博士论文相对写得详实一些。此文提供大家参考，里面的算例都是经典了，不是原创，大家可以用OpenSEES去实现一下，学习不少东西。

点击下载此文件[论文]三种非线性梁柱单元的研究及单元开发

【中文篇名】	三种非线性梁柱单元的研究及单元开发
【英文篇名】	RESEARCH AND DEVELOPMENT OF THREE NONLINEAR BEAM-COLUMN ELEMENTS
【作者】	陈学伟; 韩小雷; 孙思为;
【英文作者】	CHEN Xue-wei1; 2; HAN Xiao-lei1; SUN Si-wei1(1.School of Civil Engineering and Transportation; South China University of Technology; Guangzhou 510640; China; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science; China);
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	工程力学 , Engineering Mechanics, 编辑部邮箱 2011年 S1期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	纤维单元; 塑性铰单元; 框架柱; 低周往复荷载试验; 非线性分析;
【英文关键词】	fiber element; plastic hinge element; frame column; reversed cyclic loading test; nonlinear analysis;
【摘要】	罕遇地震作用下混凝土梁柱构件易进入塑性阶段而发生弹塑性损伤,正确地模拟结构进入非线性状态后的力学行为对评价结构的抗震安全性具有重要的意义。通过面 向对象语言编制了基于宏观单元的结构弹塑性分析软件平台MESAP,增加了三种非线性梁柱单元:基于刚度法纤维单元、基于柔度法纤维单元及基于柔度法的塑 性铰单元。通过算例分析三种非线性梁柱单元之间的差异。基于柔度法塑性铰单元的柔度矩阵积分方法可分为四种,通过算例讨论四种积分方法的差异。算例分析结 果表明基于柔度法的塑性铰单元是一种精度高具计算成本低的宏观单元。Gauss-Radau积分法要求进行塑性计算的积分点只有两个,该积分法计算效率较 高且精度良好,适用于整体结构的非线性分析之中,具有实际工程应用意义。
【英文摘要】	Since the elastoplastic damages occur in concrete structures and components in plastic stage under a severe earthquake,precise prediction of nonlinear behavior of structures in the earthquake is important to assess the seismic safety of the structures.A structural elastoplastic analysis program MEASP which bases on macro elements is compiled with object oriented language and three kinds of nonlinear beam-column elements are implemented in MESAP: stiffness-based fiber element,flexibility-based fiber element ...
【基金】	亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究项目(2009ZA04)
【更新日期】	2011-07-14
【分类号】	TU37

论文简介：又是一篇关于基于性能抗震设计的论文，这次应用于既有建筑物的改建工程，在2010年的金土木大会上提到的工程。以下是截面与论文的下载。
点击下载此文件:盛德大厦改建工程抗震性能研究

【英文篇名】	Seismic performance research of the reconstructing design project of Shengde building
【中文篇名】	盛德大厦改建工程抗震性能研究
【作者】	韩小雷; 陈学伟; 熊爱国; 何伟球;
【英文作者】	Han Xiaolei1; 2; Chen Xuewei1; Xiong Aiguo1; He Weiqiu1(1 Tall Building Structure Research Institute; School of Civil Engineering and Transportation; Guangzhou 510640; China; 2 Key Laboratory of Subtropic Architecture Ministry of Education; South China University of Technology; China);
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	建筑结构 , Building Structure, 编辑部邮箱 2011年 04期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】	超限高层改建设计; 基于性能的抗震设计; 弹塑性时程分析;
【英文关键词】	reconstructing design of super high-rise building; performance-based seismic design method; elasto-plastic time history analysis;
【摘要】	针对广州盛德大厦改建设计后的结构进行抗震性能研究。要求改建设计后的结构满足现行结构规范,故对原已建部分承载力复核并采取相应的加强改造措施,以确保其有足够的抗震能力。改建后的结构设计采用基于性能的抗震设计方法,包括小震弹性计算、中震弹性以及中震不屈服构件验算,以及罕遇地震下的弹塑性分析。利用ETABS和PERFORM-3D分析软件进行了整体结构弹性及弹塑性时程分析和推覆分析,并运用多种分析手段验证不同地震作用下结构的抗震性能,最后校核了桩基础在地震作用下的承载力。
【英文摘要】	The seismic performance research of the reconstructing design structure of Shengde building was presented.As the reconstructing design structure is required to meet the demands of current code,the bearing capacity of the original part was checked and some improving and strengthening measures,which ensure the structure have enough seismic capacity,have been taken.Design and analysis procedures of the reconstructing design structure,which are based on the performance-based seismic design method,consist of ela...
【DOI】	CNKI:SUN:JCJG.0.2011-04-018
【更新日期】	2011-05-16
【分类号】	TU352.11

新论文：
如果我没有记错的话，这是第一篇介绍我开发的计算平台程序MESAP的第一篇论文，关心博客的同学们都知道最近一年来在做的研究的计算平台，参考OpenSEES建立的。以下是平台在论文中的截图。该文被《工程力学》收录，内容也是我在博士学位论文中的第三章的内容。
以下是原文的下载。
点击下载此文件：剪力墙非线性宏观单元的研究与单元开发

【英文篇名】	RESEARCH AND DEVELOPMENT OF THE SHEAR WALL NONLINEAR MACRO-ELEMENT
【中文篇名】	剪力墙非线性宏观单元的研究与单元开发
【作者】	陈学伟; 韩小雷;
【英文作者】	CHEN Xue-wei1; 2; HAN Xiao-lei1; 2(1.Tall Building Structure Research Institute; South China University of Technology; Guangzhou; Guangdong 510640; China; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science; China);
【作者单位】	华南理工大学高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	工程力学 , Engineering Mechanics, 编辑部邮箱 2011年 05期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	宏观单元; 剪力墙; 本构关系; 低周往复荷载试验; 弹塑性分析; 滞回法则;
【英文关键词】	macro element; shear wall; constitutive relation; cyclic reverse loading test; elastic-plastic analysis; hysteresis rule;
【摘要】	罕遇地震作用下剪力墙构件易进入塑性阶段而发生弹塑性损伤,准确地模拟剪力墙构件进入非线性状态后的力学行为对评价剪力墙结构的抗震安全性及基于性能的抗震设计具有重要的意义。通过面向对象语言编制了基于宏观单元的结构弹塑性分析软件平台MESAP及多竖向弹簧剪力墙单元(MVLEM),采用材料本构及Fischinger学者提出的轴向弹簧本构对按我国规范设计的剪力墙低周往复荷载试验进行分析,其滞回曲线吻合程度较高,表明该单元能够反映剪力墙构件的强非线性行为,且精度较高。
【英文摘要】	Since the elastoplastic damage occurs in the plastic stage of shear walls under a severe earthquake,the accurate modeling of the inelastic response of shear walls is primary to assess the aseismic safety and performance-based aseismic design.A structural elastoplastic analysis program MEASP which bases on macro elements is developed with object oriented language and the multiple-vertical-line-element model(MVLEM) is implemented in MESAP.The nonlinear macro element MVLEM is adopted to simulate the nonlinear ...
【基金】	亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究基金项目(C708086z)
【DOI】	CNKI:SUN:GCLX.0.2011-05-020
【更新日期】	2011-06-13
【分类号】	TU398.2

论文简单介绍
以足尺钢框架结构振动台试验预测性分析比赛（名字够长的）(Blind Analysis Contest)作为背景，展开了OpenSEES，Perform-3D，纤维单元，塑性铰单元对钢结构分析的讨论，该题目可作为Perform-3D或OpenSEES的经典教程，毕竟对一个真实的大试验进行分析。
点击下载此文件：不同模型对足尺钢框架振动台试验模拟的影响
截几个图：

【英文篇名】	Analysis of different nonlinear models for shaking table test simulation of full scale steel frame
【中文篇名】	不同模型对足尺钢框架振动台试验模拟的影响
【作者】	韩小雷; 陈学伟; 梁崇; 唐剑秋;
【英文作者】	HAN Xiaolei1; 2; CHEN Xuewei1; LIANG Chong1; TANG Jianqiu1(1.Tall Building Structure Research Institute; South China University of Technology; Guangzhou 510640; China; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science; China);
【作者单位】	华南理工大学高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	地震工程与工程振动 , Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 编辑部邮箱 2010年 06期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】	纤维单元模型; 塑性铰单元模型; 组合梁; 振动台试验; 参数分析;
【英文关键词】	fiber model; plastic hinge model; composite beam; shaking table test; parameter analysis;
【摘要】	本文分别采用纤维单元模型和塑性铰单元模型对一个四层足尺钢框架振动台试验进行模拟分析,在三维空间非线性分析程序Perform-3D中进行动力非线性分析,比较分析结果,并与试验结果对比,以研究两种模型应用于钢框架整体结构非线性分析的计算精度。文中并讨论了纤维单元模型截面纤维的划分、塑性区长度的取值等问题。最后对采用组合梁的整体结构模型进行了动力非线性分析。结果表明,纤维模型的建模速度比塑性铰模型快,但塑性铰模型能模拟结构的倒塌时间。Perform-3D程序的纤维单元模型和塑性铰单元模型用于计算我国规范规定的7度和8度地震作用的多层钢框架结构,其结果是真实可靠的,而且计算结果偏于安全。
【英文摘要】	In order to study the accuracy of nonlinear analysis of two macro models, this paper presents the dynamic nonlinear analysis with fiber models and plastic hinge models by a 3-dimensional nonlinear analysis software, named Perform-3D. Both models are based on the full-scale steel moment resisting frame shaking table test, which is carried out on E-Defense in Japan. Analysis results are compared with that of shaking table test. The number of fibers in element sections, the length of plastic zones and the ener...
【基金】	华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究项目(2009ZA04); “十一五”国家科技支撑计划项目(2009BAJ04A12)
【DOI】	CNKI:SUN:DGGC.0.2010-06-013
【更新日期】	2011-02-16
【分类号】	TU391

★：Ps，这个工程投入的时间与精力是最多的，有振动台试验，有风洞试验，过程中有规划院，高层所，广州大学抗震中心，汕头大学风洞等单位参与。当然花的精力大与时间多，出的成果也是很多的，期刊论文对各部分的研究都有，有阻尼器结构的风振分析的论文，有振动台试验的论文（是由广州大学的马玉宏老师写的，发表于《振动与冲击落》），也专门写抗震研究的论文，而这一篇是专门写构造与超限解决方法的，偏向工程设计方案讨论多一些，中间提到了抗震与稳定分析，稳定分析用到了Opensees的内容。这篇论文获得2009年金土木用户大会二名，当然中间做了很多的修改。
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点击下载文件：[论文]中洲二期观光门架结构设计

【中文篇名】	中洲二期观光门架结构设计
【英文篇名】	Structure design of Zhongzhou Phase Ⅱ Project
【作者】	陈学伟1，韩小雷1，文  健2，黄俊杰2，何伟球1，毛贵牛1
【英文作者】	Chen Xuewei1, Han Xiaolei1, Wen Jian2, Huang Junjie2, He Weiqiu1 Mao Guiniu1 (1 Tall Building Structure Research Institute, School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China; 2 Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute, Guangzhou 510060, China)
【作者单位】	(1 华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所，广州 510640； 2 广州市城市规划勘测设计研究院，广州 510060）
【文献出处】	建筑结构 ,  Building Structures, 编辑部邮箱 2010年10期  期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	高层连体结构；基于性能的抗震设计；风振时程分析；粘滞阻尼器；稳定分析
【英文关键词】	connected tall building structure; performance based seismic design; wind-induced vibration time-history analysis; vicious damper; stability analysis
【摘要】	广州中洲二期观光门工程整体结构属于体型复杂的超限结构。结合结构设计理念，在设计中采用了基于性能的抗震设计方法，利用多种分析手段验证不同水准下结构的抗震性能，包括小震弹性验算、中震弹性及中震不屈服构件验算，以及罕遇地震下的弹塑性时程分析。参考振动台试验，提出合理的结构抗震设计措施。同时，根据工程的风洞试验结果进行不同风向角下的风振时程分析，进行合理的结构抗风设计。还研究了粘滞阻尼器的设置对结构在内力、变形、加速度及能量方面的控制效果。通过以上及结构整体稳定、温度效应、楼板振动等大量计算分析，对结构提出了相应的超限设计措施，使结构能够更好地实现预定的性能目标。
【英文摘要】	Zhongzhou Phase Ⅱ Project is an ultra-limit structure with hybrid structure system and complicated structural shape. Design idea of performance based seismic design was presented Seismic performance of the structure under different level of ground motion was analyzed and verified by different methods, such as elastic analysis under frequent earthquake, un-yield and elastic verification of structure element under medium earthquake and inelastic dynamic time-history analysis under rare earthquake. Taking result of shaking table test as a reference, reasonable enhance measures of seismic design were suggested based on analysis results. Meanwhile, wind-induced vibration time-history analysis under different wind directions based on wind tunnel test was applied and comfort problem can be well resolved. The vicious dampers’ control effect on inter force, deformation, acceleration and energy dissipation of the structure was also studied. By means of analysis methods mentioned above and other plenty analysis of the whole structure stability, temperature effect, floor vibration and so on, relevant measures of ultra-structure design were suggested and the performance objective of the structure can be well realized. Keywords: connected tall building structure; performance based seismic design; wind-induced vibration time-history analysis; vicious damper; stability analysis
【基金】	华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究项目（2009ZA04），“十一五”国家科技支撑计划项目（2009BAJ04A12）
【DOI】	CNKI:SUN:DGGC.0.2009-06-012
【更新日期】	2010-10-29
【分类号】	TU352.11

★：简单地说两句（N句），这个月的《建筑结构》期刊出现两篇我们高层建筑结构研究所2007~2009年完成的两个大型的工程：珠海天朗海峰及中洲观光门的超限分析。主要设计人：韩小雷教授（我的导师）在这两个工程中提出很多创新的想法，包括PERFORM-3D的应用，OPENSEES的尝试，超高层结构分析的思路等，在这个过程中我们团队学会了很多东西，这也就是摸着石头过河的石头。天朗工程是高层所高度最高的结构了。目前是珠海第一高楼。设计中采用PERFORM-3D进行大震分析，该分析的方法在建筑结构02期出版了。这一篇是主要讲述构造措施及抗震、抗风的分析方法。也就是带综述性的论文，基本上包括了超限报告的主体内容了。由于版权原因，不能公开提供论文下载，请见谅。
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点击下载文件：[论文]珠海天朗海峰超限高层建筑结构设计

【中文篇名】	珠海天朗海峰超限高层建筑结构设计
【英文篇名】	Structure design of ultra-limit high-rise building of the Synonym Haifeng
【作者】	韩小雷1，陈学伟1，顾希敏2，林生逸1，吴培烽1，毛贵牛1，何伟球1
【英文作者】	Han Xiaolei1 Chen Xuewei1, Gu Ximin2, Lin Shengyi1, Wu Peifeng，Mao Guiniu，He Weiqiu1 (1 Tall Building Structure Research Institute, School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology，Guangzhou 510640，China; 2 Changsha Design and Research Institute of Chemical Industry Ministry, Zhuhai, 519000,China)
【作者单位】	（1 华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所，广州 510640； 2 化工部长沙设计研究院，珠海 519000）
【文献出处】	建筑结构 ,  Building Structures, 编辑部邮箱 2010年10期  期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	超限高层；基于性能的抗震设计 ；弹塑性时程分析
【英文关键词】	ultra-limit high-rise building; anti-seismic design based on performance; inelastic time history analysis
【摘要】	天朗海峰国际中心塔楼为地面以上58层的超高层商住楼。结构采用现浇钢筋混凝土部分框支剪力墙结构，其中中部闭合式核心筒剪力墙及四周角部剪力墙直接落地，部分剪力墙在首层通过梁式转换结构直接支承于框支柱。本文采用基于性能的抗震设计方法，利用承载力与变形验证不同水准下结构与构件的抗震性能，包括小震弹性计算，中震弹性以及中震不屈服构件验算，以及罕遇地震下的弹塑性分析。通过上述分析计算的基础上，提出了相应的超限设计措施，使得结构能够实现预定的性能目标。同时根据该工程的风洞实验结果进行风振时程分析，并将分析结果与规范风静力荷载计算得出的结果比较，取较不利者进行抗风设计。
【英文摘要】	The Synonym Haifeng is a 58-story high-rise building of 185.2m height. And it has a height-width ratio of 7.1. Partial frame-supported shear wall structure was adopted as the structural system, in which the shear walls in core and corners were fixed to the ground and the others transferred through beam transformational structure were supported by bottom columns. Performance based seismic design was proposed in this paper. Structure and component performance were verified based on bearing capacity and deformation under different levels, including elastic analysis under frequent earthquake, un-yielding and elastic check of structure components under medium earthquake, static and dynamic inelastic analysis under rare earthquake. Based on plenty analysis mentioned above, series of relevant were suggested to make sure the performance object can be well realized. Besides, wind induced vibration time history analysis was carried out and the analysis results were compared with the results calculated according to the codes and the unfavorable condition was taken considered in the wind-resistant design.
【基金】	华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究项目（2009ZA04），“十一五”国家科技支撑计划项目（2009BAJ04A12）
【DOI】	CNKI:SUN:DGGC.0.2009-06-012
【更新日期】	2010-10-29
【分类号】	TU352.11

点击下载文件：[论文]E-Defense振动台试验预测性分析比赛的研究综述

★：最近，也就是九月份主要是忘博士学位论文的事情，花了一个月的时间整理以下的研究成果，完成了博士论文的70%，接下来慢慢地进行修改、改进、总结等。那么九月份至十月中，这段时间在博客上花的时间少到基本没有，偶然上来回回留言。现在应该是我相对有空的时间吧，我想整理一些想说的话，想表述的研究进展，论文成果发布等等，当然还有一些软件的使用技巧与理论的看法。这个月有几篇期刊论文出来了，是去年的研究成果，在国内审稿需要一年。其中这篇发表在《世界地震工程》的论文，是为数不多的综述性论文之一，也可以认为是科研简报，把2007年的振动台比赛作一个总结，振动台分析比赛至从2007年以来，已有很多个，好像正在发展当中，有日本的比赛，有美国的比赛，中国现在也有了，快在上海同济大学举办（内容有点不同，这次振动台比赛有点像结构大赛不是以分析为主）。从这篇论文可以看看宏观单元与微观单元的对比，可以看看协同分析方法的原理及意义。
Ps：多关注本网的朋友一定会注意到，以前的论文都提供PDF下载，现在却没有了，这里做一个声明，论文的版权是由期刊与作者共同所有，所以放在网上供大家下载，恐怕不妥，因此现停止了下载的连接，如有需要论文的同志，可以与我联系。
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【中文篇名】	E-Defense振动台试验预测性分析比赛的研究综述
【英文篇名】	Research Summary of Blind Analysis Contest of E-Defense Shaking Table Test
【作者】	陈学伟1,2  季静1,2  吴培烽1  罗凡1  吴爽1
【英文作者】	Chen Xuewei1,2  Ji Jing1,2  Wu Peifeng1  Luo Fan1  Wu Shuang1 (1. College of Civil Engineering and Transportation South China University of Technology Guangzhou 510640; China 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science, South China University of Technology. Guangzhou 510640. China)
【作者单位】	华南理工大学建筑学院高层建筑结构研究所; 亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	世界地震工程 , World Earthquake Engineering, 编辑部邮箱 2010年 03期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	OpenSEES; 剪力墙宏观单元; 弹塑性分析;
【英文关键词】	OpenSEES; shear wall macroscopic models; inelastic analysis;
【摘要】	本文介绍了日本E-Defense的足尺钢框架振动台试验预测性分析比赛的情况，研究了分析人员对该钢框架结构所采用不同的数值分析方法。分析方法大致分为纤维模型，塑性铰模型，微观单元模型及结构协同分析方法四种。纤维模型与塑性铰模型属于宏观单元，假定条件较多但自由度数少适用于整体结构分析。微观单元假定条件较少，力学概念明确，能准确反映构件局部破坏，整体分析比较困难。结构协同分析方法属于混合单元法，通过不同单元甚至不同程序模拟各个构件，再通过主程序组装总刚进行动力分析，该方法发挥了微观单元和宏观单元各自的优点。
【英文摘要】	This paper presents a summary of Blind Analysis Contest prior to a shaking table test of a full scale steel frame which is carried out on E-Defense in Japan. Different numerical analysis method used by the researchers in the contest is studied. There are mainly four kinds of methods containing as follows: fiber model, plastic hinge model, which have more assumption, less DOFs, and is suitable in the whole structure analysis. On the contrary, there are fewer assumptions in microcosmic model, which mechanics concept is clear and can reflect local buckling of components accurately. But it is difficult to apply to the whole structure analysis. Collaborative structure analysis, which belongs to hybrid-element method, simulates different component with different elements, even with different programs. Dynamic analysis can be realized when stiffness matrix is assembled in the host program. Advantages of both macrocosmic and microcosmic model are adopted in the collaborative structure analysis.
【基金】	亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题基金
【DOI】	CNKI:SUN:SJDC.0.2008-04-014
【更新日期】	2010-10-01
【分类号】	TU398.2

备注：这是一篇由我们华南理工大学高层研究所与广州大学抗震研究中心合作的一篇论文，论文主要是讲述中洲的振动台试验，该试验是我参与的第一个振动台试验，试验部分的内容由广州大学完成，我们主要是进行中洲结构的抗震分析与性能研究，已发表了若干论文，这篇论文是对试验的情况的补充。在这里感谢完成试验的谭平老师，马玉宏老师及金建敏老师。

点击下载此文件：高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系模拟地震振动台试验研究

【中文篇名】	高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系模拟地震振动台试验研究
【英文篇名】	Shaking table test study of earthquake simulation on a high-rise portal-shaped steel-concrete hybird building with viscous dampers
【作者】	马玉宏; 金建敏; 韩小雷; 谭平; 陈学伟; 沈朝勇; 黄襄云; 陈建秋; 任珉;
【英文作者】	MA Yu-hong1/a>; JIN Jian-min1/a>; Han Xiao-lei2/a>; TAN Ping1/a>; CHEN Xue-wei 2/a>; SHEN Chao-yong1/a>; HUANG Xiang-yun1 CHEN Jian-qiu1 REN Min1（1.Earthquake Engineering Research & Test Center/a>; Key Laboratory of Seimic Controal and Structural Safety/a>; Guangzhou University/a>; Guangzhou 510405/a>; China/a>; 2.Tall Building Structure Research Institute/a>; State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science.South China University of Technology.Guangzhou 510640/a>; China）/a>;
【作者单位】	广州大学工程抗震研究中心广州大学减震控制与结构安全重点实验室; 华南理工大学高层建筑结构研究所华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	振动与冲击 , Journal of Vibration and Shock, 编辑部邮箱 2010年 06期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	粘滞阻尼器; 钢-混凝土组合结构; 高层建筑; 门式结构; 振动台试验;
【英文关键词】	viscous damper; steel-concrete hybrid buildings; high-rise building; portal-shape strucrue; shaking table test;
【摘要】	对一幢复杂高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系的1/30缩尺模型进行了模拟地震振动台试验,深入研究了该结构的动力特性和地震反应特征,通过比较验证了粘滞阻尼器的减震效果。结果表明:结构整体空间作用显著,两座塔楼之间扭转反应较大。有、无阻尼器结构的各项反应基本满足抗震规范的要求;从平均意义上讲,阻尼器对整体结构的位移反应有一定的控制效果,对结构高空连廊的位移和两座塔楼之间的扭转反应控制效果较好。
【英文摘要】	In the paper,a 1/30 scale model of high-rise portal-shaped steel-concrete hybird building with viscous dampers was tested on shaking table to study the dynamic characteristics,seismic responses and the effect of dampers on seismic behaviors of the structure.Test results show that the torsion responses between tower 1 and tower 2 is obvious,yet the seismic response of the whole structure meets the code requirement.The dampers play an important role in energy dissipation,and the displacement of the high-altit...
【基金】	国家自然科学基金重大研究计划重点项目(90815027);; 建设部科技计划项目(05-K1-39,2007-K5-06);; 广州市属高校科技计划项目(62016,08C053)资助
【DOI】	CNKI:SUN:ZDCJ.0.2010-06-034
【更新日期】	2010-07-19
【分类号】	TU352.1

备注：这是一篇综述性的文章，主要描述了我们近三年采用宏观单元理论及程序进行的相关研究，宏观单元主要以纤维模型及MVLEM模型为主，程序主要有PERFORM-3D及OPENSEES，内容比较多，从单元构件至整体结构分析，工程应用都有，充分描述了宏观单元的优势及我们研究的不足之处，宏观单元理论在基于性能的抗震分析中仍会处于重要位置。现在我们的研究已经简单地运用宏观单元向开发宏观单元发展。文章相关的研究内容的细节可以查看对应的期刊论文。

点击下载文件[论文]基于宏观单元的结构非线性分析方法、算例及工程应用

【中文篇名】	基于宏观单元的结构非线性分析方法、算例及工程应用
【英文篇名】	NOLINEAR STRUCTURE ANALYSIS METHODS,EXAMPLES AND ENGINEERING APPLICATIONS BASED ON MACROSCOPIC ELEMENTS
【作者】	陈学伟; 韩小雷; 林生逸;
【英文作者】	CHEN Xue-wei1/a>; 2/a>; HAN Xiao-lei1/a>; LIN Sheng-yi1 （1.Tall Building Structure Research Institute/a>; South China University of Technology Guangzhou/a>; Guangdong 510640/a>; China/a>; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science/a>; South China University of Technology/a>; Guangzhou/a>; China）/a>;
【作者单位】	华南理工大学高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	工程力学 , Engineering Mechanics, 编辑部邮箱 2010年 S1期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	高层建筑结构; 结构弹塑性分析; 纤维单元; 宏观单元; 非线性; 剪力墙; 工程应用;
【英文关键词】	structures of high-rising buildings; structural elasto-plastic analysis; fiber element; macroscopic elements; nonlinear analysis; shear wall; engineering application;
【摘要】	罕遇地震作用下结构和构件进入塑性阶段而会发生弹塑性损伤,正确的模拟结构进入非线性状态后的力学行为对评价结构的抗震安全性具有重要的意义。该文采用纤维单元及多弹簧单元等宏观单元对CFRP混凝土构件、预应力混凝土梁及剪力墙进行构件弹塑性分析,并与试验结果进行对比,表明宏观单元对混凝土构件弹塑性模拟的适用性。该文对采用纤维单元对足尺钢框架振动台试验进行数值分析,表明经过构件层次的力学行为校对后的纤维单元模型能准确预测结构在大震作用下的响应及倒塌前的破坏行为。通过大量算例结果和试验结果对比,说明基于宏观单元的非线性分析方法可以准确模拟整体结构与构件的非线性行为。最后通过两个工程实例说明了宏观单元可以应用于复杂工程整体结构非线性分析中,具有实际工程应用意义。
【英文摘要】	Structures and components may enter a nonlinear stage in a strong earthquake,and the precise prediction for the nonlinear behavior of structures in earthquakes is important to assess the earthquake resistant safety of the structures.In this paper,the nonlinear analysis based on a macroscopic element for different components such as CFRP concrete components,pre-stressed components and shear walls are carried out.The comparison between the analysis results and that of experiments indicated that the nonlinear ...
【基金】	广东省自然科学基金项目(06105416)
【DOI】	CNKI:SUN:GCLX.0.2010-S1-016
【更新日期】	2010-07-23
【分类号】	TU973.2

点击下载文件：RESEARCH SUMMARY ON LONG-SPAN CONNECTED TALLBUILDING STRUCTURE WITH VISCOUS DAMPERS

点击下载文件：SEISMIC PERFORMANCE ANALYSIS OF WENCHUAN HOSPITAL STRUCTURE WITH VISCOUS DAMPERS

今年六月份，高层与特种结构设设计《The Structural Design of Tall and Special Buildings》发表了我的两篇论文，分别是：Seismic performance analysis of Wenchuan Hospital structure with viscous dampers 和 Research summary on long-span connected tall building structure with viscous dampers
两篇论文讲述我们的基于性能抗震设计方法与结构弹塑性分析手段在粘滞阻尼器结构中的应用，一个是汶川医院，另一个是广州中洲中心二期的项目。内容比较多，包括了PERFORM-3D的前后处理ETP的开发成果，风振时程分析方法的研究，整体结构几何非线性的简化计算等。特别是中洲中心的论文，得到审稿专家，美国高层结构专家Gary Hart教授的好评，并获推荐特刊发表。以下是这两篇论文的摘要。《The Structural Design of Tall and Special Buildings》虽然因子不高，但是很多工程实例与工程分析处理方法上，是一本很值得看的刊物。

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Research summary on long-span connected tall building structure with viscous dampers
Xue-Wei Chen 1 *, Xiao-Lei Han 1 2
1Tall Building Structure Research Institute, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
2State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
Abstract
The HUB-Sightseeing Gate in Guangzhou, which is a connected tall building structure, is composed of two main frame-shear wall towers, which are 86·5 m high, and two steel galleries at top and bottom, respectively. The top gallery is a 120 m long-span steel truss. Vicious dampers are set in the two main towers and the top gallery. It is an ultra-limit structure with complicated structural shape and hybrid structure system. Design idea of performance-based seismic design is presented in this paper. Seismic performance of the structure under different levels of ground motion is analysed and verified by different methods, such as elastic analysis under frequent earthquake, unyielding and elastic check of structure element under medium earthquake and inelastic dynamic time history analysis under rare earthquake. Taking the result of shaking table test as a reference, reasonable enhanced measures of seismic design are suggested. Meanwhile, wind-induced vibration time history analysis under different directions based on wind tunnel test is applied in this paper, and comfortableness problem can be well resolved. The control effects of vicious dampers on internal force, deformation, acceleration and energy dissipation of the structure are also studied. By means of the analysis methods mentioned above, and other analyses such as whole structure stability, temperature effect, floor vibration and so on, relevant measures of ultra-limit structure design are suggested, and the performance objective of the structure can be well realized.

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Seismic performance analysis of Wenchuan Hospital structure with viscous dampers
Xue-Wei Chen 1 *, Jia-Xuan Li 1, Jack Cheang 2
1School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology Guangzhou, China
2Advanced Building Technology Company, Guangzhou, China
Abstract
Analytical investigation was undertaken to assess the seismic performance of Wenchuan Hospital located in Wenchuan county, southwest China's Sichuan province, where a severe earthquake has occurred in May 2008. The structure consists of a four-storey reinforced concrete frame with viscous dampers. The irregular building is 18·35-m tall and has a total floor area of 17 000 m2. Viscous dampers are set along the outside surface of structure to get a more efficient reduction of structure responses. The design idea of performance-based seismic design is presented in this paper. Seismic performance of the structure with and without viscous dampers under different levels of ground motion is analysed and verified by different methods, including elastic analysis under frequent earthquake, unyielding and elastic check of structure element under medium earthquake, static nonlinear analysis and dynamic nonlinear analysis under rare earthquake. And a comparative analysis is presented, such as results between elastic and inelastic analysis, static nonlinear analysis and dynamic nonlinear analysis, and structure with and without viscous dampers. The control effects of viscous dampers on internal force, deformation and energy dissipation of the structure are also studied. Meanwhile, a practical method to calculate the supplemental damping ratio added by viscous dampers is proposed for elastic analysis with dampers. After a series of analysis, the performance objective of the structure can be well verified. 

上个月在博客上写得太少内容了，打算在这个月写多一点，回馈大家，请大家多多点击。
这是2009年年底在香港参加ICASS2009会议时发表的论文，收录在IJSSD期刊的会议论文集中，主要讲述在2009年预测性分析比赛，即足尺钢框架附加阻尼器的振动台试验分析的方法与过程。值得一提并且开心的事情是，我投搞的论文中的一个插图，居然变成论文集封面的图片，非常抢眼，呵呵，如下图所示。

【英文篇名】	Dynamic Experiment and Numerical Simulation of a Full Scale Steel Frame with Viscous Dampers
【下载频次】	☆
【英文作者】	Chen Xuewei, ( Tall Building Structure Research Institute, College of Architecture and Civil Engineering, Guangzhou 510640, China; )
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所;
【文献出处】	IJSSD 2009会议论文集
【英文关键词】	Nonlinear time history analysis, parameter analysis, full-scale steel frame, viscous damper
【英文摘要】	This paper presents a dynamic nonlinear numerical simulation of a 5-story full-scale steel frame structure based on Perform-3D. Flexibility-based fiber element and Maxwell model are adopted for structure member simulation after a post analysis of the shaking table test of a 4-story full-scale steel frame. The author simulates the low cyclic reciprocating load test for the steel members with fiber element and plastic hinge element, and also analyzes the fiber division and length of plastic hinge. Analytical results of the seismic responses under medium and severe ground motions are compared with the experiments, indicating a good simulation of the nonlinear behaviour of the steel frame with viscous dampers by using flexibility-based fiber element and Maxwell model when structural nonlinearity is limited by dampers.
【基金】	无

点击下载文件[论文]基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析

【中文篇名】	基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析
【英文篇名】	Inelastic time-history analysis and engineering application of super high-rise rc building structure based on fiber model
【下载频次】	☆
【作者】	韩小雷1,2，陈学伟1，林生逸1，何伟球1，郑宜1，吴培烽1，毛贵牛1
【英文作者】	Han Xiaolei1,2, Chen Xuewei1, Lin Shengyi1, He weiqiu1, Jack Cheang1, Wu Peifeng1, Mao Guiniu1 (1 Tall Building Structure Research Institute, College of Architecture and Civil Engineering, Guangzhou 510640, China; 2 Key Laboratory of Subtropic Architecture Ministry of Education, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	建筑结构 ,  Building Structures, 编辑部邮箱 2010年02期  期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	弹塑性时程分析；PERFORM-3D；超高层结构；基于性能；阻尼
【英文关键词】	inelastic; time-history analysis; PERFORM-3D; super high-rise building structure; Performance-based
【摘要】	基于纤维模型理论，利用PERFORM-3D软件实现了复杂超高层建筑结构的弹塑性时程分析并进行构件变形性能评估。针对PERFORM-3D建立高层结构模型的复杂性，开发了PERFORM-3D前处理程序ETP，使之能够方便准确地建立弹塑性模型。分析表明，基于纤维模型的整体结构弹塑性分析法是一种高效可行的方法，不但宏观上得到结构整体响应，而且微观上得到构件内力及变形和纤维的应力及应变。通过工程实例，得到整体结构响应、构件的变形及结构能量耗散情况，研究按我国现行规范进行设计的超高层混凝土结构在罕遇地震作用下的非线性变形及受力特点。
【英文摘要】	Inelastic time history analysis and component deformation performance evaluation of complex super high-rise building structure can be realized by the program PERFORM-3D based on the theory of fiber model. In order to reduce the complexity of tall building structure modeling, a pre-processing program named ETP was proposed in this paper. The research showed that inelastic analysis of the whole structure based on fiber model is an efficient and successful method. In macro sense, the response of the whole structure can be gained. And in micro sense, component internal force and deformation as well as the stress and strain of the fiber can be gained. Combining with engineering example, the results of the whole structure response, component deformation and energy dissipation can be used for the research of the inelastic deformation and stress characteristics of the super high-rise building structure designed according to current codes under rare earthquake.
【基金】	亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究基金（C708086z）
【DOI】	CNKI:SUN:DGGC.0.2009-06-012
【更新日期】	2010-01-29
【分类号】	TU352.11

点击下载文件：[论文]中洲中心二期结构抗震性能分析

【中文篇名】	中洲中心二期结构抗震性能分析
【英文篇名】	performance-based seismic design of the Zhongzhou phrase II structure
【下载频次】	☆
【作者】	陈学伟;韩小雷;林生逸;吴培烽;何伟球;
【英文作者】	Chen Xuewei1 , Han Xiaolei2 , Lin Shengyi,1 , Wu Peifeng,1 , He Weiqiu,1（1.Tall Building Structure Research Institute; College of Architecture and Civil Engineering; South China University of Technology; Guangzhou 510640; China; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science; China）;
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	建筑结构学报 , Journal of Building Structures, 编辑部邮箱 2010年01期  期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	连体结构；纤维模型；粘滞阻尼器；弹塑性时程分析；抗震性能
【英文关键词】	connected structure; fiber model; vicious damper ;nonlinear time-history analysis; seismic performance
【摘要】	中洲中心观光门架结构由相距120m的2个高86.5m的主塔楼和上下2个连廊组成，高空连廊跨度为120m，低空连廊跨度为90m。主塔楼采用带粘滞阻尼器的钢筋混凝土框架剪力墙结构，高空连廊采用带粘滞阻尼器的钢桁架结构，低空连廊采用纯钢桁架结构。该结构体形特殊，存在大跨度连体，刚度不连续等多项超限，结构的地震响应复杂。在小震和中震弹性分析基础上，采用基于纤维模型理论的PERFORM-3D软件对塔楼结构进行静力弹塑性分析，对整体结构进行大震动力弹塑性时程分析。并参考美国基于性能抗震规程ASCE-41制定构件变形性能指标，对构件的变形响应进行评估。小震和中震的结构弹性分析表明，结构与构件均满足规范要求。静力弹塑性分析结果与整体结构大震弹性算得的基底剪力作对比表明塔楼结构具有很好的抗侧性能。弹性分析以及弹塑性分析的计算结果对比表明分析结果合理，设置了粘滞阻尼器以后，构件非线性损伤减小，整体结构及构件满足既定的变形性能目标，且验证了设置阻尼器对结构抗震性能有着显著的提高效果
【英文摘要】	Abstract: The Zhongzhou sightseeing gate is composed of two 86.5m height towers which are linked by a higher corridor with a span of 120m, one at the top, and the lower corridor is with an at the height of 16.5m with an angle of 45 degree to the higher one. Frame-shear wall structure with viscous dampers is applied for the two towers, while steel structure with viscous dampers for the higher corridor and the pure steel structure for the lower one. The seismic behavior of the structure is complex due to the exceeding of several structural indexes from the limitation of current design code, such as long-span connected structure and abrupt change in stiffness etc. Based on elastic analysis under frequent and moderate earthquake action, static push-over analysis and inelastic time history analysis under rare earthquake are carried out with PERFORM-3D which is based on the fiber model. To evaluate deformation performance of the components, a guideline is proposed in this paper based on ASCE-41. The elastic analyses under frequent and moderate earthquake show that, the behavior of the whole structure and the components satisfy the code requirement. The comparison between the result of static nonlinear analysis and the base shear of the whole structure under rare earthquake indicate the lateral performance of the towers is well. The analysis result is reasonable by comparing the analysis of elastic and elastoplasticity. It can also be concluded that the damper can effectively improve the seismic performance of structures and the nonlinear damage of the components decrease. The deformation of whole structure and components satisfy the fixed goal and it is verified that the damper improved the seismic performance remarkably.
【基金】	亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究基金（C708086z）
【DOI】	CNKI:SUN:DGGC.0.2009-06-012
【更新日期】	2010-01-29
【分类号】	TU352.11

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【中文篇名】	基于概率和位移的框支剪力墙结构抗震性能评估方法
【英文篇名】	Evaluation method of seismic performance of frame-supported shear wall structure based on probability and displacement
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【作者】	季静; 陈学伟; 何慧贤; 韩小雷;
【英文作者】	JI Jing1; 2; CHEN Xuewei1; HE Huixian1; HAN Xiaolei1; 2（1.Tall Building Structure Research Institute; College of Architecture and Civil Engineering; South China University of Technology; Guangzhou 510640; China; 2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science; China）;
【作者单位】	华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】	地震工程与工程振动 , Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 编辑部邮箱 2009年 06期   期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】	基于位移; 统计特征; 框支剪力墙; 可靠度; 弹塑性分析;
【英文关键词】	displacement based; statistical characteristic; frame-supported shear wall structure; reliability; inelastic analysis;
【摘要】	本文严格按照中国规范设计出典型的带转换层部分框支剪力墙钢筋混凝土结构,通过弹塑性分析程序IDARC2D对该结构进行多个地震动作用下的大震弹塑性时程分析,得到结构及各个构件的反应量的统计特征,再参照美国基于性能抗震设计规范ASCE-41-06的结构与构件变形限值作为性能指标,计算出结构和各个构件的可靠度和可靠指标,作为评价结构抗震性能的标准,总结归纳出基于概率和位移的抗震设计方法的思路。最后运用该方法,对7、8度烈度区的框支剪力墙结构进行可靠性分析,通过对比分析,研究考虑内力增强措施、层间位移角控制条件、竖向构件轴压比限制条件、层刚比控制准则和竖向构件最小配筋率等因素对不同抗震烈度区的框支剪力墙结构的可靠性的影响,从而评价中国规范抗震措施和构造措施的有效性。
【英文摘要】	A typical partially frame-supported shear wall structure with transfer story is strictly designed in accordance with Chinese code.Inelastic time-history analysis under rare earthquake with several seismic ground motions is carried out by the program IDARC2D,from which the statistical characteristics of structural and component's responses can be obtained.By taking the deformation limits of ASCE-41-06(American performance based seismic design code) as a reference,the reliability indexes of the structure and ...
【基金】	广东省自然科学基金项目(06105416)
【DOI】	CNKI:SUN:DGGC.0.2009-06-012
【更新日期】	2010-01-29
【分类号】	TU352.11
【正文快照】	引言基于位移的抗震设计方法是目前较先进的抗震思想之一,美国、日本、欧洲的抗震设计规范正在由传统的基于力的方法向基于该方法过渡[1-3],我国也有一定的研究[4]和应用。基于位移的抗震设计方法多强调控制结构的整体变形,并作为结构抗震设计的基本指标。如何保证结构在各水准