基于侧向力加载方式的Pushover分析方法

静力弹塑性(Pushover)分析方法作为一种评估结构抗震性能的非线性分析方法,具有简便、实用、可靠的优点,近年来在国内外得到了广泛的关注和研究。针对静力弹塑性分析方法的研究热点问题——侧向力加载模式作了详细的介绍和深入的分析,在此基础上对两个混凝土框架高层结构(分别为平面不规则和规则的结构)进行了基于侧向力加载模式的推覆分析。对比分析了不同侧向力加载模式下的基底剪力-顶点位移关系曲线和层间位移角关系曲线,认为基于均匀分布模式和倒三角分布模式的推覆分析对实际工程的弹塑性分析具有指导意义,自适应分布模式的推覆分析方法可以代替弹塑性时程分析方法来评估结构的抗震性能。     

高阶振型对结构Pushover分析的影响

在强震作用下,对建筑结构进行了动力时程分析和静力弹塑性分析比较,研究了高阶振型对结构静力弹塑性分析的影响,完善了振型静力弹塑性方法。     

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。     

竖向不规则结构Pushover分析的侧向荷载分布模式研究

侧向荷载分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,尤其当高振型影响显著和结构不规则时其选取直接影响Pushover分析结果.针对竖向不规则多高层结构楼层侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的固定侧向荷载分布模式.对四种竖向不规则形式的结构在不同侧向荷载分布模式下进行Pushover分析,并与时程分析结果进行比较,研究了不同侧向荷载分布模式Pushover分析结果的有效性和适用性.计算结果表明,采用改进的侧向荷载分布模式进行Pushover分析,不但可以找出各种竖向刚度不规则形式的结构薄弱层,而且还具有较高的精度.     

结构模态Pushover及高振型影响的对比评估

以6层、10层和16层规则钢筋混凝土平面框架为例,对框架输入3种不同加速度幅值的地震动,并将各框架在七条地震波作用下的非线性动力反应统计结果作为对比基准点,以层间侧移和梁、柱端部转角为考察对象,研究了4种常规 Pushover及Modal Pushover的分析结果的误差变化规律。研究表明,随框架层数增加,Modal Pushover的层间侧移误差基本不变,常规Pushover的模拟误差明显增大,表明Modal Pushover能更合理地模拟高振型的影响。随非线性程度加深,Modal Pushover、常规Pushover分析的层间侧移误差均相应增大。Modal Pushover对上部楼层梁端转角和多数柱端转角的模拟误差明显比常规Pushover更小。     

钢筋混凝土桥墩静力弹塑性(Push-over)分析方法

Pushover分析方法作为一种结构非线性地震响应的近似计算方法,以其概念简明、操作简便、用图形方式直观地表达结构的抗震能力与需求等特点,正逐渐受到重视和推广。针对钢筋混凝土桥墩,归纳与总结了Pushover分析方法的实施步骤及原理,通过实例计算,分析了不同荷载模式的影响,并用非线性时程分析加以验证,以及采用Pushover方法分析了计算高度对桥墩抗震能力的影响。     

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。     

单柱式墩高架桥考虑高阶振型影响的简化非线性抗震分析

讨论了高阶振型对结构非线性反应的影响以及对规则程度不同的钢筋混凝土单柱式墩高架桥梁结构进行Pushover分析时高阶振型的贡献.使用考虑高阶振型影响的Pushover分析方法与仅考虑一阶振型的Pushover分析方法和非线性动力时程分析方法进行比较.对于较不规则的桥梁结构,考虑高阶振型影响的简化非线性分析方法能得到较好的分析结果.     

考虑高阶振型影响的时程分析加权调整选波方法

针对长周期结构抗震时程分析输入地震波选择问题,提出一种在较宽的周期范围内实现反应谱与目标谱一致性匹配的地震波选择及调整方法。在匹配误差指标（SSE）和地震波幅值调整系数（SF）计算中采用了加权形式的最小二乘法,引入由归一化振型参与系数确定的结构前几阶振型的权重系数,以充分考虑高阶振型对结构地震反应的不同贡献。以美国SAC Steel Project提出的20层抗弯钢框架结构为实例,以该计划提出的代表3种超越概率（即50年超越概率50%、10%和2%）的各组地震波平均反应谱作为目标谱,以这3组地震波（每组10个台站双向记录,即20条波）时程分析得到的结构最大层间位移角均值为各超越概率下的目标反应;以简单地震信息初选的小型地震波数据库（共40条波）作为备选波,选用3条、7条和10条3种地震波数量及不同排序原则的6种分组方式,将加权调整选波方法与不考虑权重的等权调整方法所得各分组地震波反应谱,以及结构时程分析结果进行比较。研究表明,加权与等权方法对估计结构反应（如最大层间位移角）均值具有相同的准确性,但在降低结构反应离散性方面,加权方法具有较大优势。此外,若任意选择地震波组进行时程分析时,采用加权方法也可在一定程度上降低结构反应计算结果的离散性。     

结构振型对Pushover水平侧向力分布影响的研究

从多自由度体系的地震反应分析出发,分析了结构振型对结构地震惯性力的贡献,提出了3个基于多自由度体系振型的侧向力分布计算方法:30%规则、SRSS规则和实际地震加速度谱方法。利用传统的侧向力分布和本文提出的基于振型的侧向力分布,分别对2个不同高度的框架结构(4层和12层)进行Pushover分析,得到了结构的推覆曲线、楼层侧移曲线、层间侧移角曲线以及塑性铰分布情况,并与时程分析结果进行了比较。结果表明,本文方法得到的结果是有效的,其推覆分析结果与时程分析结果吻合较好。     

Pushover水平侧向力分布模式研究评述

指出水平侧向力分布模式的选取是结构Pushover分析中的一个关键问题,尤其高阶振型影响显著时其选取直接影响Pushover分析的结果,对结构静力弹塑性分析使用的常见侧向力分布模式进行了总结,提出了目前水平侧向力分布模式研究中存在的主要问题。     

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。     

基于能量平衡的偏心结构多模态Pushover近似方法

为了简化基于能量平衡的推覆分析,考虑高阶模态影响同时提高计算效率,提出了组合法和包络法。组合法采用将推覆分析解与高阶弹性解模态组合的方式,而包络法则将推覆分析解与整体弹性解进行包络处理。选取典型地震动,对9层和20层平面偏心结构进行响应分析,并与非线性时程分析、仅考虑基本模态的基于能量平衡推覆分析结果进行比较。结果表明：组合法和包络法能较好考虑高阶模态的影响,对扭转刚性、扭转柔性结构模型,组合法和包络法对质心处的位移响应预测较好,包络法在刚性边界处的位移响应预测较准而组合法在柔性边界处的位移响应预测较准,组合法对底层位移响应的预测普遍高于包络法,两方法对9层结构的响应预测比20层更准确。     

侧向荷载分布方式对静力弹塑性分析结果的影响

就侧向荷载分布方式,对静力弹塑性pushover分析结果的影响进行了研究。用五种不同的侧向荷载分布方式,对两幛十五层和二十层框架结构进行了分析,分析结果表明,在不同侧向荷载分布方式作用下,pushover分析结果相差很大。     

浅谈Pushover分析中侧向加载模式的选取

根据Pushover的分析原理,简述了常用的几种侧向荷载分布模式,并应用五种分布模式对一幢七层框架结构进行了分析,同时对结构进行了空间静力弹塑性分析,对结构的抗震性能和抗震能力做出了评价,并提出选取侧向加载模式的一些有益建议。     

Combination model for conventional pushover analysis considering higher mode vibration effects

This paper aims to propose a combination model for conventional pushover analysis with invariant lateral load patterns to consider the effects of higher mode vibrations on the seismic responses of high‐rise buildings. Rectangular concrete‐filled steel tubular (RCFT) structures having two types of deformation, namely, shear type RCFT frame structures and shear‐flexural type RCFT frame‐shear wall structures, are selected and investigated. Finite element models are created using Perform‐3D. Both pushover analysis with three conventional lateral loading patterns, namely, uniformly distributed loading, first‐mode vibration loading, and concentrated loading at the vertex, and time‐history analysis with 15–21 earthquake records chosen for each RCFT structure are performed. Regression analysis is used to fit the interstory drift ratios obtained by the pushover analysis with those from the time‐history analysis. Further, the relations between the partial regression coefficients and the structural fundamental periods under certain lateral loading patterns are analyzed. On this basis, using these conventional lateral loading patterns, combination models for high‐rise buildings with two types of deformation are proposed and verified. The results demonstrate that the proposed method can estimate the seismic responses of high‐rise buildings with a high accuracy and has the advantages of ease of implementation and operation.     

云南某工程购物中心南区Pushover静力弹塑性分析

采用静力弹塑性方法对云南某工程购物中心南区（钢框架结构体系）在罕遇地震作用下的抗震性能进行了分析。结果表明,在罕遇地震作用下,该结构的最大弹塑性层间位移角小于规范的限值;钢框架结构的塑性铰主要出现在梁端;绝大部分钢框架柱处于弹性,只有极少数钢框架柱出现了塑性铰,通过调整设计使得全部框架柱都不出现塑性铰。该工程的设计达到了预定的抗震设防目标。     

The modified dynamic‐based pushover analysis of steel moment resisting frames

A modified dynamic‐based pushover (MDP) analysis is proposed to properly consider the effects of higher modes and the nonlinear behavior of the structural systems. For this purpose, first, a dynamic‐based story force distribution (DSFD) load pattern is constructed using a linear dynamic analysis, either time history (THA) or response spectrum (RSA). Performing an initial pushover analysis with the DSFD load pattern, a nonlinearity modification factor (NMF) is calculated to modify the DSFD load pattern. The envelope of the peak responses of the structure obtained from 2 pushover analyses with the modified DSFD load pattern as well as the code suggested first mode load pattern are considered as the final demand parameters of the structural system. The efficiency of the proposed MDP procedure is investigated using the results of nonlinear THA besides some existing pushover procedures. For this purpose, the 2‐dimensional 9‐, 15‐, and 20‐story, SAC steel frame building models are considered for parametric studies using OpenSees program. The results indicate that the proposed MDP‐THA and MDP‐RSA methods can significantly improve the performance of the pushover analysis. Considering the accuracy and calculation efforts, the MDP‐RSA method is strongly suggested as an efficient and applicable method to estimate the nonlinear response demands of steel moment resisting frames.