采用钢结构加层的混凝土框架结构的侧向力分布比较

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的一种评估结构抗震性能的简化方法,已被引入我国新的建筑结构抗震设计规范。侧向力分布的选取是结构Pushover分析中的一个关键问题,尤其是对于混凝土框架直接加层钢框架结构,由于上下层间刚度比差异较大,侧向力分布对其Pushover分析的结果影响更为显著。文章通过对3组共6榀加层框架,选取不同的侧向力分布进行了Pushover分析,并与非线性时程分析结果进行了比较。比较结果表明,对于混凝土框架结构直接加层钢框架结构,不同的侧向力分布得到的Pushover分析结果差异较大,与时程分析结果的偏差也较大。     

隔震框架结构的Pushover方法分析

Pushover分析作为结构抗震性能评估的静力非线性分析方法,可有效评估结构罕遇地震作用下的抗震性能。目前国内Pushover分析应用于抗震结构的研究较多,但用于隔震结构相对较少。本文先对高烈度区的5层和7层的框架结构,进行了分别采用倒三角和均匀加载方式的Pushover分析,并与非线性时程分析结果进行对比。针对相应的5层和7层隔震模型,进行了同样的对比分析。结果表明:对于抗震结构,Pushover方法的倒三角加载方式更合适;对于隔震结构,Pushover方法的均匀分布加载方式具有更高的精度。采用隔震设计后,结构层间位移和剪力大大降低,大震下上部结构基本弹性。对于隔震框架结构,采用均匀加载模式的Pushover分析在层间位移、隔震层位移等指标与非线性动力时程分析结果基本一致。推荐采用Pushover分析方法进行隔震框架结构抗震性能评估和优化设计。     

RC框架结构抗震性能及评估方法的研究

对结构进行多级地震作用下的抗震性能评估,能够揭示结构在地震作用下的行为反应和薄弱环节,提供更加优化的抗震性能设计和更加有针对性的加固改进方案.以多层和高层RC框架结构为例,分别采用Pushover分析方法和弹塑性动力时程分析方法对其进行"多遇、基本和罕遇"地震作用下的抗震性能评估.结果表明,Pushover分析与弹塑性动力时程分析所得抗震性能评估结果一致,基于抗震性能评估的工作量和精度需求的考量,推荐采用Pushover分析方法进行结构抗震性能评估.     

地铁地下结构抗震设计方法差异性规律研究

详细介绍动力时程分析方法、反应位移法、整体式反应位移法、强制反应位移法、张建民地震土压力方法、简化地震土压力方法、反应加速度法、地下结构Pushover分析方法等地铁地下结构抗震设计方法。结合以上各种抗震设计方法,计算不同地质条件以及不同埋深条件下北京地下直径线单层框架结构侧墙变形(顶底板位移差值)及结构内力,并对其结果进行比较分析,为探讨各种设计方法计算结果的差异性规律提供一定的依据。结果表明,不同土层条件时,反应加速度法、地下结构Pushover分析方法与动力时程分析方法计算值基本一致;不同埋深条件时,基于日本铁路抗震设计规范动弹簧系数的反应位移法、张建民地震土压力方法与动力时程分析方法计算值更为接近。     

高耸钢结构PUSHOVER分析

对深圳愿望塔模型结构进行了在7度小、中、大震作用下的振动台试验分析、动力时程数值分析、Pushover数值分析,并将地震反应结果进行对比分析,对深圳愿望塔进行深入的抗震性能分析,通过对比分析验证Pushover分析的可靠性.从各种分析曲线形状可知,三种分析方法的分析曲线的总体形状是相近的,说明从宏观上看,用此三种分析方法分别对结构进行抗震性能分析所得出的相应分析结果基本一致;另外,Pushover数值分析的结果与其他两者相比,较为保守.     

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.     

静力弹塑性方法的水平加载模式对桥墩抗震性能影响研究

Pushover分析方法又叫弹塑性静力分析方法,目前已经成为抗震分析的研究热点之一,并被广泛用于建筑结构抗震分析中。Pushover分析本质上是一种与反应谱相结合的静力弹塑性分析方法,用来研究结构在地震激励下进入塑性状态时的非线性性能。它是按一定的水平荷载加载方式,对结构施加单调递增的水平荷载,用来研究分析结构的非线性性能,从而判断结构或构件的受力变形是否满足设计要求。本文以公路典型双柱式桥墩为例,使用集中力模式,均匀分布模式,倒三角形分布、一阶振型分布,指数分布,SRSS加载模式,把Pushover分析结果与时程分析结果对比,通过对墩身位移,弯矩和塑性铰出铰位置,顺序情况进行比较,分析得出更加适合中等高度桥墩的侧向力分布模式。为今后连续刚构施工提供相关的参数或经验。     

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析

以实际工程为例,分析了带屈曲约束支撑的现浇钢筋混凝土框架结构的抗震性能。利用SAP2000对屈曲约束支撑框架结构进行小震弹性及大震弹塑性分析,其中大震弹塑性分析分别采用了时程分析方法和Pushover分析方法。通过大震弹塑性分析结果的整理,了解结构构件在大震下的结构表现,从而掌握整个结构的抗震性能。     

静力弹塑性分析方法中不同加载模式的对比研究

Pushover分析方法是一种逐渐得到广泛研究与应用的评估结构抗震性能的简化方法,已经被我国现行建筑结构抗震设计规范采用.侧向加栽模式的选取是Pushover分析方法中的一个关键问题,不同结构的高阶振型对Pushover分析结果的影响程度不同.本文通过拟合规范的反应谱曲线,对三个钢筋混凝土结构分别选取了适用Ⅱ类场地的2条地震动记录和1条人工波,对比了典型地震动下非线性时程分析和采用5种不同侧向力分布模式的Pushover分析的层间位移角,以及推覆分析各工况下的结构推覆曲线、等效周期和等效阻尼比.通过振型质量参与系数体现高阶振型对结构反应的贡献.研究发现,随着结构层数的增加,高阶振型的影响变大,侧向加载模式的选取变得很重要.     

基于多振型组合的风电塔架抗震性能评估方法研究

以基于结构性能的抗震设计理念为应用背景,对风电塔架的抗震性能评估方法进行研究。首先建立目标结构的有限元分析模型,按照设定准则,取前N阶振型,按振型加载的方式进行Pushover加载,获得相应的等效单自由度体系ESDOF(equivalent-single-degree-of-freedom)的能力曲线。然后对原结构多自由度体系和不同的ESDOF体系分别进行弹塑性时程分析。最后将Pushover分析方法和增量动力分析法(IDA)结合起来,尝试用多个等效单自由度体系恢复力模型近似代替原结构进行IDA分析,从而对目标结构进行抗震性能评估。以一个30 m高的预应力风电塔架为例,验证了方法的可行性。本方法结合了多振型组合的Pushover分析方法与能量IDA方法,实现了对风电塔架可靠有效、计算成本较低的抗震性能评估,对未来大型复杂的风电塔架结构抗震分析和性能评估有一定的参考意义。     

框架结构静力弹塑性分析方法与非线性动力分析方法的对比

介绍了静力弹塑性(Pushover)和非线性动力基本分析方法和原理,为了探讨两种方法下结构分析的差异,对一按现行抗震规范设计的8层钢筋混凝土结构进行了3条地震波作用下的时程分析和5种侧向加载方式的静力弹塑性分析。通过结果的比较,提出对现行规范反应谱中长周期结构罕遇地震作用取值修改的建议。修改后,由两种方法分析所得到的结构在大震下的顶点位移、基底剪力、楼层位移和层间位移等结构反应非常接近。     

高层钢结构弹塑性抗震分析静动力综合法

现有的高层建筑结构罕遇地震分析方法可以归结为两大类,弹塑性动力时程分析方法和静力弹塑性分析方法。这两类方法各有其优点和不足。将动力和静力弹塑性分析方法结合起来,发挥各自的优势是改进高层建筑结构罕遇地震分析方法的一种思路。本文提出了一种可以应用于高阶振型和扭转效应不可忽略的高层钢结构罕遇地震分析方法———静动力综合法。该方法结合了动力弹塑性时程分析、高层建筑结构等效弹塑性层模型和静力推覆分析方法的优点。通过算例分析验证了静动力综合法的合理性和适用性,以及静力弹塑性分析方法在三维非对称结构中应用的可行性。     

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。     

Assessment of modified consecutive modal pushover analysis for estimating the seismic demands of tall buildings with dual system considering steel concentrically braced frames

According to the previous researches, conventional nonlinear static procedure (NSP), which is limited to single mode response, cannot predict the seismic demands of tall buildings with reliable accuracy. To estimate the seismic demands in upper stories for tall buildings the effects of higher modes should be included. In the recent years, developing traditional pushover analysis to consider the effects of higher modes conducted researchers to propose several methods, such as N2, MPA and MMPA procedures, that have a specific approach to estimate seismic demands of structures but the accuracy of them is doubtable for estimating of hinge plastic rotations. Recently consecutive modal pushover (CMP) procedure was proposed to consider the effects of higher modes with acceptable accuracy especially in prediction of hinge plastic rotations. The CMP procedure was limited to include two or three modes, and use of higher modes might cause some inaccuracy at results of upper stories. In CMP procedure, estimation of modal participating factors is important and choosing inadequate modes may cause large errors. In this paper some changes have been applied to the CMP procedure to improve accuracy of the results and the modified method is proposed and named modified consecutive modal pushover (MCMP) procedure. In this modified method the contribution of mode is used of effective modal participating mass ratio. The comparison of MCMP procedure to exact values derived by nonlinear response history analysis (NL-RHA) demonstrated the reliable predictions and it can overcome the limitations of traditional pushover analysis.     

多层多跨预应力混凝土框架结构弹塑性静、动力分析

目前对预应力混凝土框架结构抗震能力的理解多是基于单跨预应力混凝土框架的低周反复荷载试验或振动台试验。然而,多跨预应力混凝土框架结构耗能机制和薄弱部位与单跨框架结构不尽相同。本文分别采用弹塑性动、静力分析方法(时程分析方法、Pushover分析方法)对一榀多跨部分预应力混凝土框架结构的抗震能力和屈服机制进行了分析研究,并通过对两种分析结果的比较验证了Pushover分析方法的可靠性。     

Application of normal flow algorithm in modal adaptive Pushover analysis

In this paper, a load increment method for Modal Adaptive Pushover Analysis (MAPA) for plane frame buildings is presented. In this method, the Newton-Raphson iterative algorithm is used along the flow path normal to the Davidenko curves with modified convergence rate. Contrary to the previous arc-length methods, this algorithm, which uses the Homotopy approach, is based upon the new mathematical concepts. In order to evaluate the proposed method, two steel frames are analyzed using the algorithm presented and the results are compared with Non-linear Dynamic Analysis (NDA), FEMA-273 Nonlinear Static Analysis (NSA) and the Modal Pushover Analysis (MPA) procedures. When the NDA results are taken as reference, it is seen that the proposed method is capable of estimating efficiently the seismic response of frame buildings with moderately good accuracy.     

Pushover分析的基本原理和设计方法

Pushover分析方法是一种将静力弹塑性分析与反应谱相结合、进行图解的计算方法;也是实现基于性能抗震设计的重要方法。本文阐述了Pushover分析的基本原理和方法,给出适合我国抗震规范、利用SAV2000程序进行Pushover分析的计算步骤和性能评价。可供某些结构在特定水平地震作用下进行结构弹塑性变形验算参考。     

考虑高阶振型影响的改进的多模态推覆分析方法

将结构静力弹塑性分析与地震反应谱结合起来的Pushover方法是一种简单有效的结构抗震能力评定方法,本文简要介绍了这种方法的原理,并在多模态pushover分析方法的基础上,提出了改进的多模态pushover分析方法,用以建立钢框架结构的能力谱曲线。求解结构在性能点处的响应时,为了考虑高阶振型对结构抗震性能的影响,首次把振型质量参与系数应用到模态推覆分析结果的组合中。通过与弹塑性时程分析的比较,表明本文提出的改进的多模态推覆分析方法是可行的和准确的。     

巨型钢框架-拉索支撑结构的三种抗震分析方法比较

针对新型巨型钢框架-拉索支撑结构体系的抗震性能,采用Pushover分析、振型分解反应谱分析及时程分析三种方法,分别研究典型巨型钢框架-拉索支撑结构在8度多遇地震作用下的底部剪力和层间位移角。结果表明,三种不同抗震分析方法得到的底部剪力和层间位移角最大值由小到大的顺序均为:Pushove分析、反应谱分析、时程分析。由于时程分析法能更好地反映巨型钢框架-拉索支撑结构顶部的地震作用响应,在评估其抗震性能时应作为其他两种方法的补充。     

基于能量原理的钢筋混凝土框架结构层间弹塑性位移求解

本文按照我国现行《建筑抗震设计规范》设计了三个层数分别为4、7和10层的钢筋混凝土框架结构。利用能量法对各框架结构按等效单自由度体系计算了其滞回输入能;利用pushover方法分析了钢筋混凝土框架结构的层间能量分布规律,通过与非线性动力时程分析结果进行比较,证明该法是可行的;利用文献[1]中楼层弹塑性变形耗能与弹塑性层间位移的关系求出各框架结构的层间弹塑性位移,并与现行《建筑抗震设计规范》中简化计算方法的计算结果进行了对比。