关于弹塑性分析的一些思考

【旧文重发】本文是对弹塑性分析一些想法梳理。即将奔四，对结构的热情依然未减，但写文的时间越来越少，且写且珍惜。经过研究生课题研究、接近十多年工程实践经验，经历了许多，这些想法依然刻骨铭心。这些想法，供同行朋友一起交流。

”

1 动弹分析与静弹分析哪个更准确？

一部分人认为，时程分析采用地震波，而地震波的离散性大，有时不同的地震波所分析得到的结果会差别很大，而采用静力Pushover分析，则避免了地震波离散性的问题，所以应该更精确。而另一部分人认为，静力Pushover分析主要考虑第一阶振型的影响，或不考虑或不完全考虑高阶振型影响，这是不够准确的。Pushover是静力方法，而实际地震运动是动力问题，而用静力方法来评估复杂的动力问题，不够妥当。而实际分析中，一般都是先做弹塑性动力时程分析，然后再做Pushover分析进行对比验证。当然弹塑性分析是一个很复杂的问题，不能简单说谁对谁错，只要能反应出结构的薄弱环节，然后有助于结构工程师进行设计决策，就是好方法。

2 有没有更加完美弹塑性分析软件？

完美？在你追求它的时候，它就已经不完美了。从前，有个女孩叫ABAQUS，貌美如花，但脾气不怎么好，四处留情，然后你放弃了；后来，有个女孩，叫PERFORM-3D，心地善良，专一肯干，但她相貌丑陋，不易沟通，结果你放弃了。那么，这辈子你还是不要再相信弹塑性分析了。这个比喻虽欠妥，但主要想说不要纠结于完美。人无完人，弹塑性分析软件也是如此，各有优缺点，而人的优势在于人有感情。虽然软件不是人，不能在你犯错误的时候还是那样对你死心塌地的好。所以善用各种软件优势，而避免犯错误。当然，可以和这么多软件谈很多次恋爱是要浪费掉多少的青春呀，但真爱只有一个，拥有了就值得你去珍惜。只有在学习更多软件之后，你才会发现，你的真爱原来是ABAQUS或者PERFORM-3D。

3 需不需要精确建模？

追求完美者，都会想找个“德智体美劳”全面发展的伴侣，建模的时候也恨不得建一个超级精确的模型，这世界上并不缺少很多这样的理想主义者。但最终，当不小心成大龄青年了，还得找个人凑合过完这辈子，结果才发现原来所有真心的人都很美。而精确的模型，你不可能建出来，即使看起来像是真实的，但其力学行为是否与实际相符，这又值得考虑了。但凡计算，都存在各种假定，既然是假定，那么就是不真实的。结构工程可以允许的误差要比机械大，而把握结构的整体性能相对于个别构件的精确模拟来说则更为重要，所以只要把握住结构的整体性能，然后再针对关键构件的性能，这才是分析的所要实现的目标。想和“精确模型”谈恋爱，你还是死心吧？初学者往往纠结于如何建一个好看的模型，而高手往往为做了合理的简化而高兴。

4 如何学习弹塑性分析软件?

先得掌握软件操作方法，此时需要一种“软件虐你千百遍，你待软件如初恋”的态度；其次要掌握软件的原理及一些假设或者应用限制条件、优缺点，此时需要一种 “革命尚未成功，同学仍需努力”的态度；最后，运用软件尝试处理实际工程，操作软件，遵循软件的原理等，运用软件解决你的实际工程问题，此时需要一种 “衣带渐宽终不悔”的坚持精神。实际问题要复杂更多，所以需要极强的耐心以及细心，当你真正用来解决了实际工程的问题，那么说明你很大长进了。

5 弹塑性分析的必要性

进行弹塑性分析的必要性，是一个仁者见仁智者见智的问题。大概进行弹塑性是基于如下目的或原因：

高度超限或规则性超限的结构;
新型抗震结构体系和其他创新设计；
使用规范未规定的高强度材料和减隔震（振）装置;
减少结构和非结构的破坏，实现高于预期的性能目标。

因此，弹塑性分析的必要性最终归于项目的复杂程度、设计师的创新思维、业主以及甲方的性能需求。

结语及展望

分析只是手段，设计才是目的。除了必要性之外的情况，均可能存在滥用弹塑性技术的嫌疑，哪怕规范有所规定，但也存在一定过度使用的情况。常规结构设计，没必要进行繁琐的弹塑性分析，采用等效弹性方法和构造设计即可满足基本的抗震设计要求。

至于弹塑性的未来，个人觉得就是未来感觉不到它的存在，真正让设计师受益，而不是成为累赘的一种设计手段。未来的弹塑性分析，可能几分钟算完，从方案初步就能给出性能结果，并可以不断联动调试方案设计。另外与AI和机器学习相结合，把设计变得更智能化，减少人工成本的同时，又鼓励更多的创新，更多创新的结构又使得结构的价值不低于建筑的表现。

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