MPA方法在地震工程中的应用

系统地阐述了模态Pushover(简称MPA法)方法理论,推导了其计算公式,并通过一算例比较了MPA法与几种常规荷载模式在评估结构各反应量(楼层位移、层间位移角、楼层剪力)的差异,计算表明MPA与其它荷载模式相比较准确地评估了各反应量,最后指出系统研究MPA法与各荷载模式的需要考虑的因素。     

二质点模型在Pushover分析中的应用

对常见的主要失效模式为下部破坏型结构在强烈地震作用下的位移需求估计,常规的Pushover方法和模态Pushover方法不能得到满意的结果。为此,本文提出等效成二自由度体系的Pushover分析方法,并推导了多自由度体系等效成二自由度体系的计算公式。分别采用常规Pushover方法、模态Pushover方法、等效成二自由度体系的Pushover方法以及时程分析法对8个7层平面框架结构进行了强烈地震作用下的位移反应分析,同时还对其中的一个结构进行了不同地震动强度水平下的位移反应分析。结果表明,等效成二自由度体系的Pushover分析方法能够较好地估计下部破坏型结构的位移需求。     

MPA和IRSA方法应用于桥梁结构的比较

分别介绍了模态Pushover分析方法MPA和增量反应谱法IRSA应用于所选桥梁结构的计算过程和计算结果,并将两种方法得到的结果进行比较。表明MPA和IRSA分析方法在对所选桥梁结构的计算中,均能计入高阶振型对结构非线性反应的影响,并且IRSA方法由于考虑了新的塑性铰出现以后,结构刚度的变化,能更好地估计得到所感兴趣反应量的峰值。     

基于多模态的3种加载模式的Pushover研究

鉴于传统的Pushover法不能考虑结构的高阶振型,有学者提出了考虑多阶振型作用的Pushover分析法,从而提高弹塑性分析的精度.基于2个框架结构,采用MPA、MMPA和IMPA法对其进行详细的分析对比.结果表明,MPA法和IMPA法分析精度高,充分考虑了高阶振型的影响,在高层结构抗震性能分析中可优先采用MPA法和IMPA法.     

静力非线性方法用于桥梁高墩抗震性能分析

高墩桥梁由于结构本身的特点,墩高使得高阶振型的影响更明显,笔者基于“等效振型高度”的概念对通常采用的MPA(Modal Pushover Analysis)方法提出改进,并采用几种不同侧向力分布模式的Pushover以及动力时程分析对桥梁单墩进行对比分析,以研究改进的MPA法应用于桥梁高墩抗震性能分析的计算精度和有效性.分析结果表明,当地震动强度较小时,MPA法和改进MPA法可以较好的改善计算结果;随着地震动强度的增大,改进MPA法的计算精度优于MPA法.     

框架结构动力分析不同方法的比较

对十五层钢筋混凝土框架结构工程实例,利用SAP2000程序进行非线性动力时程分析,利用OPENSEES进行模态Pushover分析,对比分析表明,考虑结构模态数越多,则模态Pushover分析结果越来越接近时程分析平均值.采用简化模态Pushover分析过程的方法,可以较好地应用于高层钢筋混凝土结构的分析.     

平面不规则结构的抗震性能评估

大量的震害表明,不规则结构尤其是高层不规则结构极易发生破坏,严重者甚至会发生整个结构倒塌。为对平面不规则结构进行抗震性能评估,本文给出了一种改进的模态Pushover方法。利用模态Pushover方法,将结构简化为不同的等效单自由度体系。考虑对结构振动有较大影响的振型,对其等效的单自由度体系进行弹塑性时程分析,得到最大位移,并通过一定的组合方式得到原结构的楼层位移和层间位移等性能指标。由于结构在屈服后的各节点变形关系与弹性振型分析时各节点变形关系并不相同,因此,本文提出按照该振型所处状态的各个节点变形关系,将得到的位移进行组合。通过算例分析并与弹塑性时程分析对比,表明该方法能够得到更合理的结果,能够有效应用于竖向不规则结构的计算。     

模态Pushover方法对长曲线桥的分析研究

采用模态Pushover方法计算一座桥梁结构的反应,并与标准Pushover方法及时程分析方法的计算结果进行了比较,结果表明模态Pushover分析对桥梁结构有较好的适用性和发展潜力,同时,讨论了这一方法需要改进的不足,以推广模态Pushover方法的应用.     

基于能量平衡的位移自适应多模态Pushover分析方法

为克服传统Pushover方法的局限性,提出了基于能量平衡的位移自适应多模态Pushover方法。这种方法结合了能量平衡方法和位移自适应Pushover方法,对所考虑的各个振型分别进行Pushover分析,然后将所得各个模态性能点处对应的各向性能指标按SRSS组合规则进行组合。这种方法可以考虑高阶振型影响以及结构屈服以后侧向力分布的变化,同时也避免了传统基于位移自适应Pushover方法无法反映高阶振型影响以及Pushover分析中侧向力折返问题。为验证所提出方法的预测效果,选取3个高层钢框架作为案例,将基于能量平衡的位移自适应多模态Pushover与传统基于模态Pushover分析方法及弹塑性动力时程分析的计算结果进行对比,结果表明:提出的方法能够很好地预测高层钢框架结构的楼层位移和层间位移角。     

建筑结构平面静力弹塑性反应分析方法的改进

在前人研究的基础上发展了静力弹塑性分析方法,进一步完善了基于结构动力性质的振型分解的Pushover 方法,即 MPA 方法,以提高 Pushover 的分析精度。并通过算例分析证明这种方法的可行性和有效性。     

多向激励下斜拉桥地震响应的Pushover分析

斜拉桥作为运输网络中的重要结构形式,其抗震性能尤其是超出材料弹性范围的性能需全面了解。非线性动力(NL-RHA)和静力(Pushover)分析是目前最常用的分析手段,每种方法都有其特有的优势和不足,对斜拉桥的非线性抗震性能研究的适用性进行讨论。考虑不同跨度、塔形和地基土类型,采用不同的分析方法得到大量有限元模型的地震响应,并对其进行比较。根据斜拉桥的特点,对通过Pushover模态分析法(MPA)得到的一些初始特征值进行了调整,而且建议采用新型的耦合Push-over法(CNSP)来计算这种特殊结构在遭遇多轴强地面运动时的复杂非弹性响应。     

考虑高阶振型影响的非自适应Pushover分析方法的研究进展

近年来,Pushover分析方法作为一种评估建筑结构抗震性能的方法得到了广泛的应用,而且已经被列入许多国家的建筑抗震设计规范之中。由于传统的Pushover分析方法存在许多不足之处,为此很多学者进行了深入的研究并提出了一系列的改进方法。本文结合模态非耦联弹塑性时程分析方法的基本理论,简述了多种考虑高阶振型影响的非自适应Pushover分析方法,并将其中一些方法的分析结果与采用非线性时程分析方法所得的结果进行比较,评价了它们的准确性,最后指出这些Pushover分析方法存在的问题和未来发展方向。     

高层建筑结构抗震性能评估方法的研究与改进

为在高层建筑静力弹塑性分析中考虑高阶振型的影响,在模态Pushover分析方法基础上,采用能力谱法替代原有的动力时程分析,在现行规范加速度反应谱基础上计算结构各振型等效单自由度(ESDOF)体系各性能水平的位移反应,然后将其转化为相应多自由度(MDOF)结构的位移反应,并通过振型组合方法(SRSS)求得结构的总位移反应,用其与剪力墙的目标位移进行比较,判断设计结果是否满足性能目标要求。结果表明:该方法较合理地反映了结构在设计地震作用下的位移需求。     

对结构静力弹塑性分析方法的几点改进

探讨了结构静力弹塑性分析方法的基本原理，指出了该方法目前存在的缺陷，基于模态Pushover法（MPA）提出了根据振型参与重量来确定对结构地震反应起主要影响的振型数以及两阶段的侧向力加载模式，并对确定结构目标位移的方法作了一些改进。采用动力时程分析法和改进的静力弹塑性方法，对一个优化钢框架结构的地震反应进行了数值模拟分析，其结果表明，采用本文改进的静力弹塑性分析方法对结构进行推覆分析，能较准确地模拟结构的地震反应，具有易操作、计算精度高的优点。     

考虑应变率效应的Pushover分析方法

基于结构动力学原理,提出了一种在Pushover分析中考虑应变率效应的方法:首先,对结构进行不考虑应变率效应的Pushover分析;然后,计算顶点位移为Di时,1/4循环的时间和关键点在1/4循环内的应变变化量,根据关键点在1/4循环内的平均应变率对模型进行修正,进行第2次Pushover分析,得到Pushover曲线上的一个点(Di,Vi),改变Di的值,按照该方法得到一系列Pushover曲线上的点;最后,将各个点用光滑曲线连接,得到结构考虑应变率效应的Pushover曲线。采用一个钢筋混凝土模型对该方法得到的Pushover曲线和逐步增量非线性时程分析方法得到的结果进行了对比。结果表明:该方法具有合理性。     

大跨度屋盖结构等效静力风荷载方法及应用

结构风致振动是控制大跨度屋盖结构设计的主要因素。大跨屋盖结构模态密集,风致振动有多模态参与并受模态交叉项影响的特性,这给建立大跨度屋盖结构等效静力风荷载的计算方法带来了很大的困难。本文基于计算共振分量的修正SRSS法,将LRC法和考虑模态耦合系数的惯性风荷载法相组合来表示等效静力风荷载。本文的方法能考虑模态之间相互耦合的情况,给出的等效静力风荷载具有明确的物理意义。最后将该方法运用于一个实际工程,检验了计算方法的精度。计算结果表明,本文方法和CQC法得到的响应值非常接近,最大误差约为3%,相对而言SRSS法的计算误差较大。     

基于滞回耗能的Pushover分析方法的应用研究

重点研究了Pushover分析方法,在已有的研究基础上,通过一种基于滞回耗能的自适应Pushover分析,将滞回耗能引入到Pushover分析中,并且通过SAP2000软件对上述方法进行简化,在每一步加载都采用当前振型的加载方式来考虑高阶振型的影响（模态力为当前位移和质量的乘积）,并通过算例加以验证。     

框架填充墙对结构抗震性能的影响

填充墙对于框架结构的抗震性能有很大的作用。为了探究有无填充墙、填充墙的数量以及填充墙的布置对于结构动力特性的影响,采用等效斜撑建立了基于SAP2000的3个填充墙的等效模型,并对其进行了模态分析、反应谱分析、Pushover分析和非线性时程分析。分析结果表明,填充墙的加入对于结构的周期有明显的折减,对于结构塑性铰的发展有很大的抑制作用,其不规则布置对结构薄弱层有较大的不利影响。     

偏心框剪结构基于多模态的耗能减震设计研究

结合能力谱法的基本原理,运用基于多模态的耗能减震设计方法对偏心框剪结构进行性能化设计。提出附加阻尼器后结构的性能目标,并对原结构各阶模态进行Pushover分析,得到各阶模态等效单自由度体系最大位移的比值,利用SRSS法将目标位移用第1阶等效单自由度体系的最大允许位移表示。同时依据能力谱法的基本原理计算结构所需附加阻尼比,并根据阻尼系数与层间位移成正比的分配模式对所选粘滞阻尼器进行合理的布置。对原结构与附加阻尼器结构进行时程分析,计算结果表明:附加阻尼器后,结构的位移响应减小较多,层间位移角趋于均匀,其抗震性能可达到预先提出的性能目标。     

基于位移自适应Pushover分析方法

为了克服传统Pushover方法的局限性,本文提出了一种基于位移自适应Pushover分析方法,这种方法采用位移加载方式进行Pushover。克服了传统基于力的Pushover方法无法准确预测性能指标的缺陷,同时不仅能考虑结构屈服后刚度变化还能(改成以及)考虑高阶振型影响。同时结合本文的Pushover方法,提出了新的目标位移确定方法。为了验证本文方法的有效性,选择了两个基准钢框架进行动力弹塑性时程分析,将各种计算方法结果与动力弹塑性时程分析结果进行比较。结果表明:综合来看,基于位移自适应Pushover方法与其他方法相比能准确预测结构在地震下的楼层位移、层间位移角以及楼层剪力。