Perform 3D 6免费版 附使用教程

Perform 3D 6免费版是由CSI公司开发的一款非线性软件工具，内置多种功能强大的分析工具和建模工具，可以进行静力的分析，包括一些复杂的剪力墙结构也可以顺利建模。大大提高了建模效率。为了方便使用，小编还带来了使用教程，需要的朋友赶快来欧普软件园下载吧！

Perform 3D功能

一、Perform 3D建模功能

1、单元

PERFORM-3D 包括如下单元类型:

·框架单元，用于梁、柱和斜撑。

·墙单元，用于剪力墙。

·板单元，用于楼板。

·各种类型的杆单元(只有轴向刚度)。

·防屈曲支撑。

·缝单元。

·橡胶和摩擦摆类型的隔振器。

·液压阻尼器，力和变形速率具有非线性关系。

·节点域，用于模拟梁柱节点的剪切变形。

·填充板，只有抗剪强度和剪切刚度。

·各种类型的变形“测量仪”，这些单元是无刚度的，用来计算变形，及确定变形量的需求/能力比。

2、组件

PERFORM-3D中大部分构件是由一定数量的组件构成。例如，一个梁单元可以包括几个组件。

3、组件属性

所有非弹性组件都具有力—变形关系。

·这是一个基本的三段线性关系，而且还具有强度退化。

4、滞回环

非弹性组件的滞回环可以考虑各种刚度退化。

·滞回环可以绘制出来以便检查它是否具有期望的形状。

5、变形能力

可以指定非弹性组件的变形能力，用来计算变形的需求/能力比。

·变形能力可以指定多达五个性能水准。

6、需求/能力比

PERFORM-3D包括大量的组件，既有非弹性也有弹性。分析中计算的D/C比包括：

·对非弹性组件计算变形D/C比。

·因此，组件允许是非弹性，以确保它们有足够的延性。

·对弹性组件计算强度D/C比。

·因此，需要保持基本弹性的组件可以检查它们以确保具有足够的强度。

7、极限状态

具有D/C比的组件数量可以非常大，为了决策简便，具有相似D/C测度的组件可以分组为极限状态。例如，剪力墙的混凝土拉应力就可以是一个D/C测度。

·每个极限状态具有一个“使用率”，这是极限状态中所有组件的最大D/C比。结构要满足性能要求，所有极限状态的使用率不能超过1.0。

8、框架结构

简单框架结构包含梁柱单元。

·梁柱单元由各种组件构成，可以是弹性的，也可以是非弹性的。

·P-delta 效应可以考虑或忽略。

9、剪力墙结构

·剪力墙可以使用平面墙单元模拟。

·复杂核心筒可以由多个平面墙单元组成。

·墙单元可以具有弯曲和/或剪切的非弹性行为。

·连梁通常用梁单元模拟，具有弯曲或剪切的非弹性行为。

·可以分析大型复杂结构

10、从SAP2000和ETABS导入

PERFORM-3D可以从SAP2000或ETABS导入模型。

这是模型的一部分，包括主要的节点、单元和荷载。

不包括组件属性，因为PERFORM-3D的这些属性与SAP2000和ETABS是不一样的。

二、Perform 3D分析功能

1、分析类型

·PERFORM-3D可以执行下列分析类型:

·模态、周期和有效质量因子。

·重力荷载。

·静力推覆分析。

·地震地面运动时程响应。

·动力时程响应。

·反应谱分析(带极限状态)。

·非线性分析策略非常可靠，即使是非弹性组件具有负刚度，或者P-delta效应导致结构变得不稳定。

2、分析顺序

·通常的分析顺序是：

·施加重力荷载。

·在恒定重力荷载的作用下，运行一次或多次静力推覆分析。

·在恒定重力荷载的作用下，运行一次或多次时程地震响应分析。

·这是一个“标准”顺序。一个“一般”顺序可以使用，例如循环推覆分析，如下所述：

·施加重力荷载。

·增加推覆荷载以达到正向的指定位移。

·增加推覆荷载以达到负向的指定位移。

·循环反复，逐步增加在双方向的指定位移。

3、分析序列

·一个“分析序列”是一系列的分析，具有一个标准顺序或一般顺序。对于每个分析序列，下述结构属性可以改变：

·质量分布和大小。这可以影响静力推覆分析和时程分析动力响应。

·时程分析动力响应的阻尼数量和类型。

·结构组件的强度和刚度(在一定范围内)。

·这允许用户改变结构属性，而非重建一个新的分析模型。

Perform 3D使用教程

1、钢梁塑性铰参数定义(FEMA Beam)

先定义截面：给定材料屈服应力，在定义FEMA梁的时候，程序会自动根据给定的屈服应力和塑性截面模量计算截面极限强度(U点对应纵坐标)。

横坐标的定义：参考Fema356表格Table5-6，并作一定的简化，如下图所示，图中红色曲线为PERFORM-3D中的定义方法(建议，非必须)。FEMA给出了a，b，c三个参数，没有给出DU对应的横坐标，可以取DY到DL中的任意值，建议DU的取值保证KH/KO=0.1左右(WittoWang推测)。DX可以取个较大的值，防止有些构件达到DX点，可能会造成计算不收敛或计算停止。

由于FEMA356表格Table5-6给出的是塑性转角，而PERFORM-3D的参数是总的转角(塑性转角+弹性转角)，因此在定义的时候要在Table5-6的基础上加1。例如，FEMA356表格Table5-6中a=9，b=11，上图中定义DL= a+1=10，DR= b+1=12。同样的情况在定义Deformation Capacity的时候也需要考虑，因此对应的Level1(IO)=1+1=2、Level2(LS)=7+1=8、Level3(CP)=8+1=9

退化参数的定义：Energy Factor是用来考虑刚度退化的。它的定义是：考虑退化的滞回环能量与不考虑退化时的滞回环能量的比值。详细定义参考用户手册1.2.各点能量退化系数基本上可以参考上图的定义设置。

2、钢柱塑性铰参数定义(FEMA Column)

先定义截面：与FEMA Beam类似，给定材料屈服应力，在定义FEMA柱的时候，程序会自动根据给定的屈服应力和塑性截面参数计算截面极限强度(U点对应纵坐标)，包括P、M2、M3三条荷载——位移曲线。

关于P-M-M的定义，参考PERFORM-3D用户手册，PERFORM按下面的计算公式进行模拟。需要给出三个参数：α、β、γ以定义曲线形状。各参数PERFORM均给出了取值范围及建议值，如无特殊情况，可以按上图中PERFORM的建议值取值，即α=2.0、β=1.1、γ=1.4。

Deformation Capacity的定义与FEMA钢梁的定义基本一致，也要在FEMA356表格Table5-6的数值上加1。与梁不同的是，柱的延性与轴压比有关，参考PERFORM用户手册5.8.1，不同轴压比的Deformation Capacity参考FEMA356表格Table5-6，PU和PL建议分别可以取0.2AFy和0.5AFy，如下图所示。

3、轴向单元参数定义(Simple Bar Element)

轴向单元为二力杆单元，仅承受轴向拉压，Perform3D主要有以下七种Simple Bar单元。弹性的：线弹性杆单元、非线性弹性gap-hook杆单元、分段线弹性杆单元;弹塑性的：弹塑性杆单元(带Perform典型滞回)、Steel bar/tie/strut、Concrete Strut;其余的：Strain Gage(可以用Deformation Gage单元代替)。

Inelastic Bar (弹塑性杆单元)

该单元不能调用截面属性，直接在参数里面给弹性模量和截面，程序通过这两个参数计算构件弹性初始刚度，本构关系上的所有点都需要手动给出：包括屈服点轴力(屈服应力fy乘以截面面积)、极限承载力点(抗拉强度fu乘以截面面积，fu的取值参考钢结构规范)、DU的取值小于DL即可、DR的取值大于DL并小于DX的取值即可，对于DL和DX的取值，参考FEMA356 Table5-7。同样Deformation Capacity 的定义也需要参考FEMA356 Table5-7。

DL=(11+1)=12倍的屈服应变、DX=(14+1)=15倍的屈服应变、FR/FU=0.8;那么DR可以取13倍的屈服应变，DU可以取10倍的屈服应变。

Deformation Capacity的定义如下所示：IO(Level 1)=1.25倍屈服位移、LS(Level 2)=8倍屈服位移、CP(Level 3)=10倍屈服位移。

Cyclic Degration的定义可以参考上面的FEMA Column，如下所示，定义完成后可以绘制滞回曲线来查看定义结果。

以上给出的所有参数的具体值均考虑拉压对称，并按受拉(Brace in tension)查表FEMA356 Table5-7;具体拉压不对称时，受压参数按受压(Brace in Compression)查表FEMA356 Table5-7。

Steel Bar/Tie/Strut(钢支撑)

钢支撑的定义需要通过弹塑性钢材(Steel Material)材料本构来完成。可以采用三种材料：Non-Buckling(不屈曲)、Tension-Only(单拉)、Buckling(屈曲)。

各参数的定义可以参考FEMA356 Table5-6表中关于支撑受压和受拉的相关参数定义。屈曲材料比较特殊的是要求定义滞回相关参数，具体可以参考李国强《钢结构框架体系高等分析与系统可靠度设计》P161。下图中B点的应力取0.5Fcr/fy，如，对于上图可取0.5x300/470=0.32。

以上为Buckling Steel Material的定义，如果采用Non-Buckling Steel Material，定义同一般的钢材本构，可以用于纤维截面模型定义。Tension-Only Steel Material的定义也基本无特殊点，只是材料只能受拉，但受压可以定义Deformation Capacity。

Concrete Strut(混凝土支撑)

与钢支撑类似，混凝土支撑需要定义弹塑性混凝土本构。与钢材的定义基本相同，不再赘述。