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杨志勇博士关于“从非线性分析到非线性设计”的学术报告

2018-03-08 13:32  点击:[]

        2018年3月6日下午,中国建筑科学研究院建研数力公司总经理杨志勇博士应邀来我院作了关于“从非线性分析到非线性设计”的学术报告。本次学术报告由谢强副院长主持,近40余名师生到场听取了报告。

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        杨志勇博士分别从“超限工程非线性分析案例分享”、“线弹性设计的非线性优化方法”、“从新隔标看非线性分析”和“非线性分析的奇点临近”四个方面进行了介绍。

        首先,杨志勇博士用二十多个经典超限非线性工程案例给大家讲解了SAUSAGE软件的非线性分析功能与其他软件相比之下的优点。如计算精度与效率案例、结构方案优化案例、平立面不规则结构案例、多塔结构案例、核心筒偏置结构案例、钢管束混凝土剪力墙结构案例、悬挂结构案例、偏心支撑钢结构案例、隔震结构案例等等。从这些案例可以看出:SAUSAGE在工程领域与ABAQUS相比,计算精度相当,但计算效率更高,可以用来计算帮助改进不合理的初始建筑方案,保证结构安全。因此,SAUSAGE获得了顶尖设计单位与全国超限审查专家的高度认可。

        紧接着,杨志勇博士总结了线弹性分析的原因,主要有以下几点:简单易实现、设计结果明确、小震弹性设计保证结构基本安全、构造措施保障了进一步的安全与非线性方法待成熟等等。另一方面,他指出线弹性分析存在着很大不足,如剪力墙连梁总是超限、框剪结构0.2V0的调整系数过大、性能设计的关键构件内力过大、减震结构的简化算法使阻尼力偏大、隔震结构的水平减震系数较大等等。为了优化线弹性设计,杨志勇博士指出了非线性优化SAUSG-Design的特点:连梁刚度折减系数的非线性优化、二道防线调整系数的非线性优化、性能设计关键构件内力的非线性优化、减震结构附加阻尼比的非线性优化和隔震结构水平向减震系数的非线性优化等等。针对连梁刚度折减系数的非线性优化,由于连梁破坏差异很大,设置全楼统一刚度折减系数不科学,可以采用非线性时程分析,得到设防烈度下较为真实的连梁刚度折减系数和结构附加弹塑性阻尼比,带回小震弹性设计,重新进行连梁设计。针对减震结构附加阻尼比的非线性优化,由于不同部位减震构件峰值耗能不具有同时性、结构楼层位移和剪力峰值响应不具有同时性、减震构件的往复滞回耗能并非完全对称等等原因,可以采用非线性时程分析,采用基于能量方法准确计算减震结构附加弹塑性阻尼比的方法。通过杨博士的讲解,大家明白了SAUSG-Design是优化弹性设计的智慧之选,首先,非线性分析优化弹性设计结果完全“符合现行规范”规定;其次,优化结果向非线性设计前进了“半步”;并且通过非线性方法可以算的“更准”以实现优化设计;最后,SAUSG-Design可以无缝嵌入SATWE,实现优化过程“最简化”。

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        然后,杨博士讲解了关于新“隔标”即建筑隔震设计标准的相关内容。新“隔标”的征求意见稿已在1月11日发布,“新隔标”与“抗规”的显著区别在于:从“小震设计”变为“中震设计”;增加“超大震”设计与验算;增加非线性时程设计方法。在如今技术的发展下,“新隔标”给了我们几点启示:第一,仿真分析会越来越重要;第二,规范在明确推动技术的进步;更重要的是,隔震结构的非线性设计已经成为了现实。

        接下来,杨博士简要分析了非线性分析技术的快速进步,在过去的发展中,GPU并行计算技术可使非线性分析在微机上提速5~10倍,并指出SAUSAGE非线性设计正在向它发展的“奇点”临近,将迎来很好的发展前景。

        最后,杨志勇博士就工程中SAUSAGE非线性分析与非线性设计问题,发表了自己的观点,并就行业未来的发展和前景,分享了其自己的看法和理念。

        杨志勇博士一个半小时的报告深入浅出,博得同学们的阵阵掌声。

报告人简历: 

        杨志勇,博士/研究员,中国建筑科学研究院 建研数力公司总经理,原PKPM设计软件事业部主任,中国建筑学会建筑结构分会计算机应用委员会主任委员,中国土木工程学会计算机分会理事委员。曾作为负责人主持国家自然科学基金课题、科技部十一五、十二五、十三五科技支撑计划课题、住建部课题、863课题、中国建筑科学研究院课题多项。为PKPM系列弹塑性分析软件EPDA的主要开发完成人,曾协助国内、外多个知名设计公司完成了包括2008年奥运会主体育场(鸟巢)看台、五棵松篮球馆、国家体育馆、87层东方世纪之门、43层内蒙大厦、64层天津水岸银座等上百个大型复杂结构的罕遇地震分析工作。


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