第二屆復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)彈塑性分析技術(shù)交流會完美收官

 

 

由中衡設(shè)計集團股份有限公司、中國建設(shè)科技集團股份有限公司、《建筑結(jié)構(gòu)》雜志社共同主辦，《建筑結(jié)構(gòu)》雜志社、亞太建設(shè)科技信息研究院有限公司承辦的“第二屆復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)彈塑性分析技術(shù)交流會”于2016年10月20~21日在蘇州市成功舉辦，會議主辦方邀請了多位全國工程勘察設(shè)計大師、知名設(shè)計院總工、中國臺灣地區(qū)的專家、資深工程師、高校學(xué)者，對彈塑性分析方法進行深入探討，并結(jié)合工程實例介紹了有代表性的復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性分析模型和具體的計算方法，同時對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的新思路、新方法進行交流探討。共有近450名業(yè)內(nèi)人士出席會議。

開幕式

10月20日上午8:30大會正式開始，開幕式由亞太建設(shè)科技信息研究院有限公司 副院長，《建筑結(jié)構(gòu)》雜志社主編王學(xué)東先生主持，中國建筑設(shè)計研究院總工程師、全國工程勘察設(shè)計大師任慶英先生、中衡設(shè)計集團股份有限公司總經(jīng)理兼總工程師 張謹(jǐn)女士分別代表主辦方致辭。

大會報告

王亞勇

首先由全國工程勘察設(shè)計大師王亞勇先生做了關(guān)于“有效峰值加速度EPA和地面峰值加速度PGA的異化及后果——兼述設(shè)計地震動參數(shù)amax，β，PGA，EPA，Tg的定義與關(guān)系”的報告。首先對反應(yīng)譜構(gòu)建以及EPA、αmax和β的三角關(guān)系做了詳細的介紹，提出EPA常被異化為PGA，并會導(dǎo)致結(jié)果不安全，最后對結(jié)構(gòu)彈塑性分析工程應(yīng)用注意事項也做了相關(guān)介紹。

傅學(xué)怡

中國中建設(shè)計集團有限公司 顧問總工程師，全國工程勘察設(shè)計大師傅學(xué)怡先生做了關(guān)于“沈陽寶能金融中心T1塔樓動力彈塑性分析研究”的報告。首先對工程概況、結(jié)構(gòu)體系和施工措施進行介紹；分別闡述了采用PERFORM 3D和ABAQUS軟件對工程罕遇地震下彈塑性時程分析研究情況，對計算結(jié)果中的各個指標(biāo)進行對比分析，表明結(jié)構(gòu)及構(gòu)件均能實現(xiàn)大震下擬定的性能目標(biāo)；最后對振動臺試驗驗證情況也做了相應(yīng)介紹。

任慶英

中國建筑設(shè)計研究院 總工程師，全國工程勘察設(shè)計大師任慶英以“福建漳州歌劇院復(fù)雜結(jié)構(gòu)彈塑性分析”為題，介紹了工程結(jié)構(gòu)體系，重點針對不規(guī)則項進行了說明。通過對重要構(gòu)件的彈性和彈塑性的計算結(jié)果進行分析，提出彈塑性時程分析應(yīng)深入至方案設(shè)計階段，判斷復(fù)雜結(jié)構(gòu)方案的可行性，提供結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向；同時地震波對于結(jié)構(gòu)的彈塑性響應(yīng)有較大影響，在設(shè)計周期允許的情況下，應(yīng)盡量多選擇滿足規(guī)范要求的地震波進行計算，得到結(jié)構(gòu)薄弱部位發(fā)展的共性。

張謹(jǐn)

中衡設(shè)計集團股份有限公司總經(jīng)理兼總工程師 張謹(jǐn)女士，做了關(guān)于“動力彈塑性分析在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的理解與應(yīng)用”的報告，鑒于一線工程設(shè)計師理解動力彈塑性分析還存在相對模糊的問題，嘗試以“數(shù)字振動臺試驗”為視角，從數(shù)值模型、分析方法、結(jié)果解讀等方面介紹對該種數(shù)值仿真技術(shù)的理解與應(yīng)用要點。對比常用軟件異同及相關(guān)工程應(yīng)用，并探討結(jié)合ASCE41-13對結(jié)構(gòu)抗震性能進行判定。中衡技術(shù)團隊編著的《動力彈塑性分析在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的理解與應(yīng)用》一書已經(jīng)由中國建筑工業(yè)出版社出版。

丁潔民

同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院(集團)有限公司總工程師，全國工程勘察設(shè)計大師丁潔民先生以“大跨度鋼結(jié)構(gòu)彈塑性極限承載力分析的關(guān)鍵問題探討”為主題，系統(tǒng)闡述了大跨度鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的體系選型、分析方法、結(jié)構(gòu)找形等關(guān)鍵問題。匯總總結(jié)了同濟院主導(dǎo)設(shè)計的61個工程以及29個其他單位設(shè)計的工程，共計90個實際案例，在此基礎(chǔ)上對相關(guān)結(jié)構(gòu)形式的靜力彈塑性極限承載力進行分析總結(jié)。得出對于大部分的形態(tài)作用結(jié)構(gòu)和某些特殊的向量作用結(jié)構(gòu)，下部邊界條件對結(jié)構(gòu)的彈塑性極限承載力影響很大，所以必須進行整體模型的總裝分析等結(jié)論。

范重

中國建筑設(shè)計院有限公司 總工程師，全國工程勘察設(shè)計大師范重先生的報告對連梁在小震與中震作用下進入塑性的程度進行研究，采用割線法確定連梁的剛度折減系數(shù)。將連梁在小震與中震作用下的塑性耗能轉(zhuǎn)化為附加阻尼比，得到小震與中震彈性反應(yīng)譜法計算時連梁的剛度折減系數(shù)與結(jié)構(gòu)的阻尼比。此外，基于大量試驗研究得到用于連梁罕遇地震時程分析所需的標(biāo)準(zhǔn)骨架曲線與滯回規(guī)則，并對超高層框架-核心筒連梁的彈塑性動力響應(yīng)進行了深入探討。

謝靖中

上海佳構(gòu)軟件科技有限公司 總經(jīng)理，博士謝靖中先生介紹通過懸臂柱算例校驗工程常用軟件大震計算的精度、可靠性。講述混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)大震時程位移曲線的差異。講述混凝土構(gòu)件的剪切變形剛度實質(zhì)是剪切裂縫的影響，并非一般意義上的剪切剛度，通過實際工程案例分析JG軟件考慮剪切裂縫的效果。此外，通過實際工程案例，介紹JG軟件行波效應(yīng)、風(fēng)譜風(fēng)振分析、流固耦合、隔震減震等應(yīng)用效果。

苗啟松

10月20日下午，北京市建筑設(shè)計研究院有限公司 副總工程師，復(fù)雜結(jié)構(gòu)研究院 院長苗啟松對基于ABAQUS平臺的建筑結(jié)構(gòu)地震倒塌數(shù)值仿真方法進行了詳細介紹，以某高層鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為例，對該結(jié)構(gòu)在極罕遇地震下的倒塌過程進行了模擬，表明了該方法的合理性；以北京市老舊砌體住宅為例，對未加固、圈梁-構(gòu)造柱加固和外套結(jié)構(gòu)加固三種結(jié)構(gòu)模型的倒塌機理和抗地震倒塌能力進行了分析；以某超高層結(jié)構(gòu)為例，對其在常規(guī)地震波及長周期地震波作用下的倒塌過程進行了分析。

陸新征

來自清華大學(xué)的陸新征教授，闡述了建筑抗震設(shè)計的目標(biāo)是確保強烈地震下結(jié)構(gòu)的安全，同時盡量減少因為地震導(dǎo)致的經(jīng)濟損失。但是，現(xiàn)階段缺乏定量評價建筑抗地震倒塌能力的方法，且地震損傷評價結(jié)果不便于非專業(yè)人員理解。因此，報告首先介紹了倒塌易損性分析方法的基本原理，并結(jié)合北京某500m級超高層建筑設(shè)計，討論了倒塌分析方法在結(jié)構(gòu)選型、最小地震剪力控制以及關(guān)鍵構(gòu)件設(shè)計方面的應(yīng)用。而后，介紹了美國FEMA P-58新一代性能化設(shè)計方法的基本情況，并通過中美典型高層建筑抗震性能對比，著重從經(jīng)濟損失和停工修復(fù)時間方面討論了新一代性能化設(shè)計方法的優(yōu)勢。報告最后還簡要介紹了城市抗震彈塑性分析的最新進展。

廖  耘

廣州容柏生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計事務(wù)所 副總工程師、高等結(jié)構(gòu)分析部總監(jiān)廖耘先生做了“彈塑性分析在復(fù)雜結(jié)構(gòu)開裂后剛度等非抗震問題上的應(yīng)用介紹”為題的報告，指出超高層建筑上的彈塑性分析，實質(zhì)是大規(guī)模雙非線性分析，在非抗震領(lǐng)域前景廣闊。鯨鯊館項目中采用彈塑性計算樓板開裂，準(zhǔn)確度大幅提高。

  RBS為深圳大運會主體育場建立了一個多尺度模型，結(jié)合彈塑性與接觸分析，反映出球鉸支座移動對主體結(jié)構(gòu)中的影響，保證了結(jié)構(gòu)安全。廣州萬達滑雪場高區(qū)通過彈塑性穩(wěn)定分析，得到輕鋼屋蓋與重鋼平臺不能共同工作的結(jié)論，為設(shè)計指明了方向。

劉立志

上海思優(yōu)建筑科技有限公司 總經(jīng)理劉立志先生從“超限高層成本控制的邏輯”、“影響超高層成本因素分析”、“超高層關(guān)成本控制七環(huán)節(jié)”三個部分進行了超限高層設(shè)計成本優(yōu)化的有效探索。從設(shè)計管理及客戶需求角度對超限超高項目的建筑方案、周期、施工工期、結(jié)構(gòu)體系等多方位有益的探索，并通過實例分享了部分超限項目的成本設(shè)計優(yōu)化成果，明確提出“優(yōu)化提升價值”理念。

韓建平

蘭州理工大學(xué)韓建平教授，以“地震動譜形特征及其對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析結(jié)果的影響”為主題，從地震動譜形、考慮譜形的地震動強度指標(biāo)、考慮譜形的地震動選擇與調(diào)整方法等三個方面進行詳細地講解，表明由于高階振型的影響或非線性周期延長效應(yīng)，僅按單一強度指標(biāo)所得結(jié)果的離散性必然較大。同時強調(diào)抗震分析中若需考慮響應(yīng)離散性的不利影響，如結(jié)構(gòu)抗倒塌能力評估、構(gòu)件剪切破壞評估等，應(yīng)計入地震動譜形特征的影響。

徐自國

中國建筑科學(xué)研究院研究員，建研科技工程咨詢設(shè)計院副院長徐自國先生首先介紹了彈塑性分析技術(shù)在超高層結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)鑒定以及冷卻塔等實際工程項目的最新應(yīng)用。之后就結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進行了討論，并提出了構(gòu)件截面承載力冗余系數(shù)以及基于構(gòu)件截面承載力冗余系數(shù)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計新思路與新方法。工程算例表明，所提出的抗震設(shè)計新方法能夠顯著提高結(jié)構(gòu)的抗震安全性水平。

 

程  煜

奧雅納工程咨詢（北京）有限公司程煜副總工程師重點介紹了奧雅納在超高層及大跨度等不同類型的項目中將彈塑性分析融入設(shè)計全過程，協(xié)助設(shè)計團隊在方案階段合理確定關(guān)鍵構(gòu)件的抗震性能目標(biāo)和耗能機制，并利用LS-DYNA顯示算法的優(yōu)勢追蹤結(jié)構(gòu)全過程的變形和損傷，有效支持了不同結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新。同時介紹了奧雅納對于LS-DYNA的開發(fā)及與國內(nèi)外經(jīng)典試驗的對標(biāo)工作，驗證其分析的穩(wěn)定和準(zhǔn)確性。

安東亞

華東建筑設(shè)計研究院有限公司 高級工程師安東亞博士做了題為“超高層結(jié)構(gòu)大震響應(yīng)的基本規(guī)律及雙重防線設(shè)計討論”的報告。在報告中首先通過概念分析和理論推導(dǎo)探討超高層結(jié)構(gòu)在大震下的內(nèi)力和位移響應(yīng)基本規(guī)律，并總結(jié)結(jié)構(gòu)損傷破壞規(guī)律特征。對框架-核心筒結(jié)構(gòu)二道防線關(guān)于外框剛度控制的相關(guān)爭論進行剖析，對比外框剪力與傾覆彎矩分擔(dān)比例對外框剛度貢獻及抗震性能影響的不同作用，提出一種基于部分彈塑性分析的二道防線設(shè)計思路。

舒  哲

邁達斯（MIDAS）技術(shù)中心技術(shù)經(jīng)理舒哲先生做了題為“MIDAS軟件在復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)分析設(shè)計中的應(yīng)用”的報告。他指出，MIDAS軟件至2002年引進中國以來，以方便的前處理、豐富的數(shù)據(jù)接口、快捷的操作方式、詳實全面的后處理結(jié)果，受到工程師的青睞，在彈塑性分析領(lǐng)域占有一席之地。同時，提出了“分析設(shè)計新常態(tài)”這一概念，認(rèn)為在未來的分析設(shè)計領(lǐng)域，除了彈塑性分析會成為常規(guī)設(shè)計內(nèi)容之外，諸如減隔震設(shè)計、施工階段分析、舒適度分析等高端分析內(nèi)容也將進入結(jié)構(gòu)工程師日常設(shè)計工作中，成為必要的一項。屆時，MIDAS軟件勢必會為大家提供更好的工具！

曹勝濤

廣州大學(xué)教授，國家千人計劃特聘專家李志山（曹勝濤代講），在報告中提到基于動力彈塑性時程分析的性能設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究熱點和發(fā)展方向。就動力彈塑性時程分析中的阻尼、單元、本構(gòu)模型等關(guān)鍵問題，結(jié)合實際工程算例進行了分析；對基于材料非線性的動力計算結(jié)果從材料、單元、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)整體的層次進行了分析；從彈塑性動力分析的角度對“規(guī)范”中連梁剛度折減和框架二道防線調(diào)整系數(shù)進行了研究，并提出新的設(shè)計方法。

補國斌

湖南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院 講師，補國斌博士介紹了非線性分析一兩個關(guān)鍵問題——真三維非線性模型及計算穩(wěn)定處理技術(shù)，報告重點說明了CANNY軟件中N-M模型基于結(jié)構(gòu)力學(xué)和金屬塑性力學(xué)原理，模擬軸力和雙向彎矩的相互作用，具有簡單易解、計算快速穩(wěn)定、結(jié)果可靠等優(yōu)點。針對發(fā)散機理，提出Resolve方法，可有效解決隱式算法中因剛度突變或承載力下降等引起的計算發(fā)散問題。

江曉峰

華東建筑設(shè)計研究院有限公司 高級工程師江曉峰博士，闡明了抗震性能目標(biāo)應(yīng)從地震水準(zhǔn)和構(gòu)件層次兩個維度出發(fā)；大震彈塑性分析作為抗震性能化設(shè)計的手段，應(yīng)在構(gòu)件層次上進行合理的性能化評價；采用材料應(yīng)變或混凝土損傷作為構(gòu)件破壞評價指標(biāo)具有一定的適用性，但單一材料的最大塑性或損傷難以反映構(gòu)件實際性能；建議基于截面曲率或構(gòu)件彈塑性變形、綜合考慮軸力、剪力等受力特點和破壞機理進行綜合的延性評價。

陳學(xué)偉

WSP|PB科進栢城（香港）有限公司 助理董事，博士，香港大學(xué)兼職講師陳學(xué)偉博士，在會上介紹了PERFORM-3D的詳細操作及ETABS TO PERFORM3D，ETP軟件的設(shè)計原理，并分享了軟件的下載地址。ETP的工程實例中，最近用在深圳中心的超限設(shè)計當(dāng)中，深圳中心是一座多項超限的超高層結(jié)構(gòu)，約380米高，高區(qū)有大量的樓板大開洞及減少外框柱，高區(qū)的抗側(cè)主要靠筒體承受。彈塑性能夠幫助工程師找出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)及證明結(jié)構(gòu)在大震下不倒塌。采用軟件導(dǎo)換技術(shù)可以快速進行彈塑性模型的建模。在2007年就早已將這項技術(shù)用于超限結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中。最近的研發(fā)成果也包括ETABS TO ABAQUS，能過自研發(fā)平臺ETA解決了單元劃分的問題。

李楚舒

北京筑信達工程咨詢有限公司 博士、教授級高級工程師李楚舒先生，介紹了ETABS2016在抗震性能設(shè)計中的應(yīng)用。從抗震性能設(shè)計相關(guān)的概念入手，結(jié)合理論知識與國外規(guī)范的研究，梳理性能化設(shè)計的關(guān)鍵要點，展示ETABS 2016全面集成PERFORM的功能特性在性能化設(shè)計工程中的應(yīng)用，并通過案例分析探討FNA法的使用、阻尼的取值、對比分析效率等內(nèi)容。

張慎

中南建筑設(shè)計院股份有限公司 工程軟件研發(fā)室負責(zé)人，高級工程師張慎博士，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的彈塑性分析方法進行了深入探討，重點介紹了中南建筑設(shè)計院股份有限公司自主開發(fā)的動力彈塑性分析前后處理軟件（CSEPA1.0）開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。軟件極大地簡化了彈塑性分析模型建立和后處理工作，實現(xiàn)了對復(fù)雜結(jié)構(gòu)在應(yīng)力-應(yīng)變水平上的動力彈塑性分析。

 

結(jié)構(gòu)設(shè)計中的新思路、新方法專題論壇

主持人：朱炳寅（中國建筑設(shè)計院有限公司 總工程師）

王立軍

中冶京誠工程技術(shù)有限公司 結(jié)構(gòu)總工，全國工程勘察設(shè)計大師王立軍先生，介紹了以鋼板組合剪力墻取代混凝土剪力墻形成的住宅結(jié)構(gòu)體系，具有剪力墻結(jié)構(gòu)布置靈活的特點，同時又有墻厚度薄、墻肢數(shù)量少的優(yōu)點，比鋼框架-支撐等其他鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有明顯的優(yōu)勢。大震動力彈塑性計算分析表明該類結(jié)構(gòu)具有良好的耗能和抗震能力。

張盈智

臺灣筑遠工程顧問有限公司 負責(zé)人兼總工程師張盈智先生，以南港砳建筑及嘉義基督教醫(yī)院手術(shù)室大廈為例做了“臺灣地區(qū)減隔震設(shè)計新趨勢”的主題報告。首先介紹了臺灣地區(qū)建筑抗震設(shè)計規(guī)范的演化過程，同時對減震裝置（速度型阻尼器和位移型阻尼器）的工作原理和基本特性也進行了講解。結(jié)合相關(guān)案例，對抗震結(jié)構(gòu)和減震結(jié)構(gòu)分別進行Pushover分析和非線性分析，結(jié)果表明減震結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)越性。

汪洋

奧雅納工程顧問（ARUP）副董事、總工程師汪洋先生，做了以“大震彈塑性分析應(yīng)用于結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的體會”的主題報告。報告中談到現(xiàn)階段規(guī)范及性能化抗震設(shè)計，工程師主要考慮的是結(jié)構(gòu)的安全。然而隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，結(jié)構(gòu)工程師的責(zé)任將更大。如新西蘭的基督城在一次較大地震后，有185人失去生命，而這185人大多數(shù)是工作在一幢6個月前受損較嚴(yán)重的建筑物里。單純從安全性來說，新西蘭的結(jié)構(gòu)工程師抗震設(shè)計已經(jīng)較出色了，但基督城的商業(yè)區(qū)恢復(fù)運營卻花了2年以上時間。因此在21世紀(jì)房屋既安全又能很快恢復(fù)正常運營是工程師新的目標(biāo)，基于韌性的設(shè)計方法能夠?qū)崿F(xiàn)這個任務(wù)。

談麗華

中衡設(shè)計集團股份有限公司 結(jié)構(gòu)總監(jiān)、副總工程師，研究員級高工談麗華先生，針對此次會議安排的工程參觀項目——現(xiàn)代傳媒廣場綜合體的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了介紹。項目包含超高層智能型辦公樓、演播樓、酒店樓、商業(yè)樓及M形屋架等，各單體結(jié)構(gòu)形式多樣且多項超規(guī)范，存在大量復(fù)雜異形鋼結(jié)構(gòu)，需要進行相關(guān)專項分析與試驗論證。針對項目設(shè)計特點與難點，提出了一些新思路、新方法，“帶開洞鋼板的組合桁架”新體系研究，中庭大高差懸鏈狀柔性鋼結(jié)構(gòu)解析、M形屋架“預(yù)應(yīng)力拉桿+U形梁+邊桁架”組合鋼結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力交叉張弦鋼樓梯結(jié)構(gòu)體系分析等。

會場外展區(qū)

會場外專門設(shè)置了企業(yè)展區(qū)，為企業(yè)和代表之間搭建了良好的溝通平臺。常州容大結(jié)構(gòu)減振股份有限公司、上海佳構(gòu)軟件科技有限公司、上海思優(yōu)建筑科技有限公司、蘇州海德新材料科技股份有限公司等業(yè)內(nèi)知名企業(yè)參展，他們與參會代表近距離交流，反響很好。

工程參觀

10月21日下午，在會議主承辦和協(xié)辦單位的支持下，會務(wù)組組織與會嘉賓與代表一同參觀了蘇州現(xiàn)代傳媒中心和中衡設(shè)計集團企業(yè)研發(fā)中心大樓（位于蘇州工業(yè)園月亮灣商務(wù)區(qū)的東部。項目主樓為21層辦公用房，結(jié)構(gòu)體系為框剪體系，高98.80m，門廳5層，高22.75m，裙房6層，高23.80m）。代表們均表示，會議報告同項目現(xiàn)場的參觀相結(jié)合的交流會形式非常好，收獲頗豐，對實踐工作非常具有指導(dǎo)意義。

綜述

此次會議能夠成功舉辦，離不開協(xié)辦單位——上海佳構(gòu)軟件科技有限公司、北京邁達斯技術(shù)有限公司、上海思優(yōu)建筑科技有限公司，以及支持單位——北京土木建筑學(xué)會的鼎立支持，在此表示誠摯的謝意。

我國《抗規(guī)》及《高規(guī)》均提出對特定結(jié)構(gòu)應(yīng)進行采用靜力彈塑性分析或彈塑性時程分析方法的規(guī)定。本屆技術(shù)交流會共計26個主題報告，通過報告內(nèi)容，可進一步了解彈塑性分析技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展情況，使代表能獲得一些有益的體會，對報告進行分類解讀，大致可以分為五類：基本理論研究；分析方法研究；軟件應(yīng)用與開發(fā)；新設(shè)計手段研究；工程案例研究。隨著建筑高度迅速增長，復(fù)雜程度日益提高，完全采用彈性理論進行結(jié)構(gòu)分析計算和設(shè)計已經(jīng)難以滿足需要，彈塑性分析方法也就顯得越來越重要。期待下一屆會議的即將舉辦！