【PBSD】【PERFORM-3D】模型检查

“节选自结构抗震性能设计PBSD用户手册”

结构抗震性能设计软件PBSD（【PBSD】超限工程的免费好助手：结构抗震性能设计软件PBSD功能简介）具有地震动工具箱（【PBSD】V1.0.5.0版正式发布：免费地震动工具箱之教学视频）、一键弹塑性分析接口（【PBSD】【PERFORM-3D】YTP导模工具使用手册）、一键弹塑性报告（【PBSD】一键弹塑性报告功能演示）等众多实用功能。

本篇推动节选自用户手册，主要介绍对YTP导入的PERFORM-3D模型如何进行必要的检查。模型检查可分为荷载质量检查、机构检查及刚度检查三个部分。本次推送主要讲解质量检查及机构检查，刚度检查将独立为下一期推送与大家分享。

打开模型并启动分析

打开模型

YTP导模完成后，PBSD将在.yjk文件同级目录下创建与所填“模型名称”相同的文件夹，该文件夹内则为PERFORM-3D的模型文件，同时自动将有效路径复制至剪贴板。

推荐用户采用PERFORM3D-7进行弹塑性分析。打开PERFORM-3D可见图1所示界面，选择“Userdefined”并将模型文件夹所在路径复制到文本框内，即可看到该路径下的所有模型名称。双击模型名即可打开模型。模型文件夹指PF3DS文件所在文件夹；模型文件夹所在路径指PF3DS文件所在文件夹的上一级路径，一般为.yjk文件所在路径，该路径在导模时已自动复制至剪贴板，可直接粘贴。

用户不可擅自修改PF3DS文件所在文件夹的名称，该名称需与模型名称对应，否则PERFORM-3D无法顺利打开模型。若需修改文件夹名称，可在PERFORM-3D中将模型“另存为”，此时可对模型进行重命名。模型“另存为”后，需将原模型中WW_Info.txt（包含由塔楼及配箍等信息）文件复制至新的模型文件夹内，方可正常启用PBSD的后续功能。

图1 打开PERFORM-3D模型

模态分析与竖向荷载加载

点击任务栏“Phase”→“AnalysisPhase”切换至分析模块，点击任务栏“Task” →“Run/Set up analyses”可见分析序列主界面，如图2所示。在“Series name”中选择工况“G”（PBSD每次导模均会生成该工况），再点击按钮“OK”可见该分析序列主页，如图2所示。在该界面中点击“GO”按钮即可开启模态分析并给结构施加竖向荷载。

图2 PERFORM-3D分析序列

模型检查与调整

模型检查可分为荷载质量检查、机构检查及刚度检查三个部分。本次推送主要讲解质量检查及机构检查，刚度检查将独立为下一期推送与大家分享。

荷载及质量检查

PBSD生成的弹塑性模型中质量与荷载匹配（均为准永久组合），因此仅检查荷载或质量即可。YTP导模时会弹出质量及荷载信息，方便用户检查模型质量及荷载。质量及荷载容差一般控制在5%内，若误差较小，则可无需对质量及荷载进行进一步校验及调整。

用户可在竖向荷载分析完成后对质量及荷载进行校验。点击任务栏“Task”→“Mode histories”可见时程分析结果主界面，如图3所示。根据图3示意选择最底部楼层切割面及重力工况后，可查看竖向荷载作用下的基底竖向反力。作图区内最后一刻的数值即为模型的竖向荷载总量（准永久组合），可与YJK计算结果进行对比（如wmass.out中结构总质量）。

如需具体数值，可点击如图3所示绘图区上方的保存按钮，可将数据保存至外部文件。PERFORM-3D每次开启分析均会在模型路径中对应分析序列的文件夹内生成ECHO.txt文件，该文件内储存有PERFORM-3D模型的质量信息，用户可在该文件内搜索关键词“Total M”即可查看模型总质量。

图3 PERFORM-3D竖向荷载查看

荷载及质量调整

YTP导模时会弹出质量及荷载信息，方便用户检查模型质量及荷载。质量及荷载容差一般控制在5%内，若误差较小，则可无需对质量及荷载进行进一步校验及调整。

是否计算现浇楼板自重

导模时YTP默认自算楼板自重（按混凝土板计算），若用户YJK模型“荷载输入”中未勾选“自动计算现浇楼板自重”，则可在配置文件YJK_Setting.ini中修改配置项is_slab_weight以忽略楼板自重。需注意，YTP荷载及质量计算时未考虑扣除梁柱构件重叠区的自重。

荷载分项系数调整

弹塑性模型中的质量及荷载为准永久组合，默认恒载组合系数为1，活载组合系数为0.5，用户可在配置文件YJK_Setting.ini中修改配置项combination_of_dead_load、combination_of_live_load分别实现恒载及活载组合系数的修改。

PERFORM中修改荷载及质量

用户亦可在PERFORM-3D中对质量及荷载进行调整。如图4所示，在重力荷载工况页可通过调整Factor实现荷载调整，在分析序列页通过修改Scale Factor可实现质量调整。

图4 PERFORM-3D中修改荷载及质量

机构检查

机构检查分为两步进行，分别为周期检查及竖向荷载下构件挠度检查。

周期检查

点击任务栏“Task” →“Mode Property”可见结构模态信息主界面，如图5所示。在“ModeNumber”处选择模态编号，可在“ModePeriod”处查看对应的周期值，点击“Plot”可查看振型。当周期值趋近于无穷大时，意味着结构存在机构。

竖向荷载下构件挠度检查

点击任务栏“Task”→“Deflection Shape”可见结构位移响应主界面，如图5所示。在“Series”中选择“G”，“Case”中选择“[0] + G”，将黑框中黄线移至末端再点击“Plot”按钮可见结构在竖向荷载下的位移图。

图5 结构周期及竖向荷载位移图查看

如图6所示，当结构整体呈现下降趋势时，说明结构不在机构；若结构整体基本没有下降，说明结构局部可能存在机构，此时可通过右上方“Entire sturcture”处切换为楼层显示，自查出现机构的楼层。

PBSD默认转换虚梁，但虚梁截面较小将会在竖向荷载下具有较大的挠度（若直接进行时程分析有导致弹性应变能异常的可能）。用户可在配置文件YJK_Setting.ini中修改配置项filter_virtual_beam实现虚梁过滤，但虚梁过滤后弹塑性模型可能丢失局部的质量及荷载；也可考虑在PERFORM中放大虚梁截面，以减小其挠度值。

当用户在YJK中指定部分剪力墙为实体构件时，YJK有一定几率会丢失构件配筋信息及必要的数据，此时PBSD生成的弹塑性模型可能丢失部分实体墙构件。

图6-A 根据竖向荷载位移图判断结构是否存在机构

图6-B 弹性应变能异常

竖向荷载下构件屈服检查

除上述检查之外，建议用户检查模型在竖向荷载下是否有构件屈服。在图5界面中，切换到“LimitStates”选项，选择“Group”并在列表内分别选择“Beam_Strain”（采用集中塑性铰时选“Beam_Rotation”）、“Column_Stain”及“Wall_Strain”性能组，将黑框中黄线移至末端再点击“Plot”，如图7所示。当界面中有构件显示为红色则说明构件屈服，此时用户宜对模型进行进一步检查。

图7 竖向荷载下构件屈服检查

PBSD下载安装与联系方式

登陆官方网站www.wwforu.com（或加入QQ官方交流群）可下载并免费使用结构抗震性能设计软件PBSD！登陆官方网站www.wwforu.com或腾讯视频/微信搜索PBSD均可观看教学视频！扫描下方二维码可加入PBSD之QQ官方交流群。使用PBSD过程中遇到任何问题，欢迎通过交流群或发送邮件至wilsonwu@wwforu.com与我们保持联系！

精彩回顾：

【会议总结】OpenSEES Days Eurasia 2019 in PolyU

【YJK】弹性时程分析如何考虑周期折减系数

【YTO】YJK to OpenSees：框架结构算例验证

【YTO】YJK to OpenSees：剪力墙结构算例验证