【PBSD】【OpenSees】2021日本E-Defense盲测比赛：底部带摩擦摆的足尺钢框架结构

“2nd in Phase 1- Structural Results”

E-Defense由日本National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilence（NIED）运营，是目前世界最大的三维振动台，平面尺寸为20X15m，最大承载力为1200t。

图1 E-Defense振动台

2020年，团队参与E-Defense足尺钢筋混凝土框架结构振动台试验盲测比赛（华工高层所课题组在2020日本结构分析盲测比赛中获第一名），算例模型可于推送（【PBSD】【OpenSees】在2020日本E-Defense盲测比赛的表现）下载；2021年，团队依旧使用PBSD（【PBSD】2021年上半年用户分析（含教学指引））参与E-Defense足尺振动台试验盲测比赛（华工高层所课题组在2021日本结构分析盲测比赛中获第二名）。

本次盲测比赛对象为足尺钢框架医院，其中4层的钢框架结构底部固接，3层的钢框架结构底部采用4个摩擦摆隔震支座。本次试验用于研究医院结构构件以及医疗设备的抗震韧性，可为医院的防灾减灾预案及灾后功能恢复提供技术支持。

图2 足尺振动台试验

数值模型

点击“阅读原文”可查看并下载本次参赛模型。模型中钢柱采用基于Gauss-Radau积分方法（【OpenSees】浅析数值积分方法）的柔度法纤维单元（【OpenSEES】浅析纤维单元（三）：积分点数对柔度法纤维单元力学性能的影响），钢梁采用刚度法纤维单元（【OpenSEES】浅析纤维单元（一）：单元剖分数对刚度法纤维单元力学性能的影响），摩擦摆隔震支座通过摩擦材料Coulomb Friction及单元Single Concave Friction Pendulum Bearing Element进行模拟。振动台试验均采用序列地震加载，序列地震模拟可见于推送（【OpenSees】主余震与序列地震分析（一）：功能实现，【OpenSees】主余震与序列地震分析（二）：分析回滚）。

图3 摩擦摆隔振支座模拟方法

与试验对比

官方给出数值模拟与E-Denfense试验的对比结果。图4为底部固接的4层钢框架结构底层位移时程，最大相对误差小于20%；图5为摩擦摆隔震支座的位移时程，最大相对误差小于15%，部分强震下最大相对误差小于2%，证明摩擦摆隔震支座力学性能得到良好地模拟；图6为俩塔楼连接处节点的位移时程，最大相对误差小于6%。

图4 底部固接的4层钢框架结构底层位移

图5 摩擦摆隔震支座位移

图6 塔楼连接处节点位移

PBSD下载与安装

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点击“阅读原文”可查看并下载本次参赛模型。

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