Perform3D

Perform3D 是 CSI 公司开发的三维结构非线性分析与性能评估工具，面向抗震设计中的非线性计算需求。该软件具备较强的非线性建模与分析能力，集成了多种非线性建筑组件，用户可借助它对复杂结构开展静力 Pushover 分析及非线性动力时程分析，并依据变形或强度指标评定性能限值。

CSI Perform3D的界面设计清爽直观，模型可直接承接SAP2000或ETABS导出的数据作为分析起点，并能够呈现偏转形状、节点与单元响应时程、非线性组件滞回曲线等深入的计算结果，在结构抗震分析与设计方面表现出扎实的专业水准和较强的实用价值。

功能特点

一、【造型】

1、框架视图

Perform3D 的框架视图能把结构中的特定部分单独呈现出来，让显示与定义都更有条理。定义模型时，您可以在完整结构视图与只显示框架内元素的视图之间随时快速切换。

2、支持从SAP2000与ETABS导入模型

Perform3D 模型可借助 SAP2000 或 ETABS 导出获得，并以此作为构建 Perform3D 模型的初始基础。

3、结构几何数据可通过文本文件方式导入

节点、单元几何、质量与节点载荷均可通过逗号分隔的文本文件导入。

二、【元素和组件】

Perform3D 支持的元素类型如下：

1、构成梁、柱及支撑的框架构件。

2、剪力墙的墙单元。

3、楼板的楼板元素。

4、钢筋元件仅支持轴向布置，涵盖间隙与钩件两类。

5、橡胶与摩擦摆式隔震装置。

6、屈曲约束支撑。

7、填充板仅具备剪切强度与刚度特性。

8、流体阻尼器的力与变形率之间呈现非线性关系。

9、连接面板部分，作用是对梁柱连接过程中的剪切变形进行模拟。

10、多种形态的变形“量具”。此类元素不具备刚度，仅服务于性能评估与结果报告。

在复合组件中组合弹性与非弹性两类组件，以此对框架元素的各项属性进行自定义配置。

在Perform3D里，框架元素并非单一构件，而是由弹性截面、非线性铰链、释放以及端区等多种组件拼合而成。以非线性柱为例，它往往就是多个组件共同构成的。

三、【非弹性组件】

1、三线性主干曲线可呈现能量退化特征，非弹性组件的力与变形关系则支持完全弹塑性或三线性两种形式。

2、该功能还提供可选的强度损失选项。通过调整非弹性部件的滞后回线，能够应对刚度退化的情况。在定义组件属性的过程中即可同步绘制磁滞回线，便于确认其形状是否符合预期。Perform3D 中可用的非弹性组件如下：

①、非线性混凝土与钢材（含屈曲钢材）

②、梁体采用的M3与V2型非线性铰链构造

③、立柱所用的非线性耦合 P-M2-M3 与 V2-V3 铰链

④、梁与柱的非线性光纤截面

⑤、面向剪力墙建模的非线性P-M3纤维截面，以及弹性或非弹性剪切行为

四、【应对措施】

1、限制状态

当具备D/C比率的组件数量庞大时，决策过程容易变得复杂。一种可行的简化方式，是把D/C度量相近的组件归入同一极限状态类别中。

2、变形D/C比可用来核查非弹性部件是否具备足够的延展性；强度D/C比则用于检验弹性部件是否拥有足以维持弹性的强度。极限状态可通过下列响应措施加以定义：

①、部件变形能力

②、组件强度能力

③、应变片变形能力

④、漂移、挠度与结构截面

五、【载荷工况和分析】

1、分析系列

在Perform3D里，分析归属于分析系列。针对每一个分析系列，用户都能对下列结构属性进行调整：

①、质量分布与构件尺寸。这两项因素会对静态推覆分析及动态响应历史分析的结果产生影响。

②、对历史分析结果中的阻尼量及阻尼类型进行动态响应处理。

③、结构组件若在组件属性里开启了上限或下限功能，其强度与刚度即指该组件在此设定下的表现。

2、分析类型

Perform3D支持的分析类型包括：

①、振动模态、自振周期与有效质量系数

②、重力载荷

③、静态俯卧撑

④、地震地面运动响应时程

⑤、动态力的响应历史

⑥、响应谱分析

3、模型支持定义多组分析系列用于参数研究，并行运行时最多可同时处理8组。

六、【行为检查】

Perform3D 配备多种分析结果处理工具，其中一组可用于考察结构行为，并判断分析过程是否合理。

1、变形形状

这些内容支持动画效果，可用于静态推倒分析以及动态响应历史分析。

2、力矩图和剪力图

梁、柱及剪力墙的弯矩图与剪力图均支持动画展示。

3、非弹性组件的磁滞回线

运行分析完成后，铰链、隔振器与阻尼器等全部非弹性组件的力-变形图均可调取查看，借此检验其非弹性行为表现。

4、时间历史

大量响应量的时间历程均可获取，涵盖节点位移、速度与加速度，单元及组件的受力与变形，还包括施加于“结构部分”之上、贯穿整体或局部结构的力。

5、能量平衡：可查看应变能、动能、非弹性功与阻尼能

该段将外部作业与内部作业放在一起对照，通过这种比对可以较为直观地反映分析结果在数值上的精确程度。

七、【绩效评估】

结构分析的价值，在于能否真正服务于设计判断。Perform3D 配备了用于衡量结构表现的多种手段，让分析结论可以直接落到设计环节中。

2、Pushover分析中目标位移的求解方法。

目标位移计算可借助 FEMA 356 系数方法完成。

1、单一载荷工况下的使用率图示。

在Push-over分析里，随着位移量的增大，或者在响应历史分析中随着时间推进，极限状态的使用率会逐步上升。该使用率图反映的是：针对用户所选定的限制状态组，其使用率是如何发生变化的。

4、荷载组合使用率的包络分析。

常见评估方式是先针对多次地震事件（一般为七次及以上）分别执行响应历史分析，再依据所得使用率的平均值来判断整体性能表现。

5、以D/C比率为依据，采用颜色编码呈现偏转形态。

可用于识别组件变形最严重区域的关键点。

八、结果输出与数据库表

1、数据库表内可用的表格分析结果与性能指标

表格结果支持多种导出格式，包括文本、XML、Excel以及Access。

2、分析结束后自动生成表格结果

可指定表命名集与表选择组，以此限定各个表格输出文件所包含的内容范围。

系统要求

1、【处理器】

最低配置要求：处理器需为 Intel Pentium 4 或 AMD Athlon 64 级别。

适合搭配的处理器包括第 9 代 Intel Core i5、i7、i9，基于 Zen 2 架构的 AMD Ryzen 5、7、9，以及性能更强的台式机型号。

需要 64 位 CPU

2、【操作系统】

Windows 10 及以上系统，需搭配 64 位处理器

3、【显卡】

最低配置：采用标准 (GDI+) 图形模式，可支持 1920×1080 分辨率与 16 位色彩显示。

建议选用配备 NVIDIA GPU 或同级别独显的设备

设备光栅绘图功能需兼容传统深度偏差，从而在抗锯齿效果与线条粗细表现上取得更优的图形质量。

4、【内存】

最低：8 GB 内存

可处理问题的规模、应对方案以及响应与恢复的速度，都会随着内存容量的提升而明显增强。

5、【磁盘空间】

6 GB 用于安装软件

模型文件与分析结果的运行、存放都需要占用额外空间，占用多少由模型体积决定。

建议配备容量不低于 500GB 的 PCIe 固态硬盘（SSD）；外部驱动器与网络驱动器均不适合采用。