框架——剪力墙结构的静力弹塑性分析研究

静力弹塑性方法作为一种评价结构抗震性能和计算结构弹塑性变形的简化方法,近年来得到了广泛应用。但由于传统的定侧力模式的静力弹塑性方法只考虑第一振型,无法反映高层建筑结构的高阶振型影响。为考虑高阶振型的影响,Chopra在振型分解反应谱组合法的基础上,提出了MPA方法。本文首先讨论了应用MPA方法需注意的问题,然后用一个18层钢筋混凝土框架—剪力墙结构为算例,以逐步增量弹塑性时程分析结果为基准,对传统定侧力模式静力弹塑性方法和MPA方法的分析结果进行了对比研究。结果表明,相比于定侧力模式静力弹塑性分析结果,MPA方法的分析结果更接近弹塑性时程分析结果。     

非线性静力分析MMPA方法的准确性评估

MMPA方法是将按类似弹性振型组合方法对各阶振型侧力模式下pushover分析计算结果进行耦合,按得到结构的弹塑性地震响应的一种非线性静力分析方法。该方法考虑了高阶振型对于高层结构的地震反应的影响。本文分别对两栋不同结构形式的规则高层结构进行了均匀侧力分布,第1振型水平侧力分布和MMPA方法的静力非线性分析。通过与弹塑性动力时程响应分析结果的比较分析,对MMPA方法计算高层建筑结构的准确性进行了评估。     

不规则复杂平面高层结构抗震计算和设计探讨

对一平面不规则的工程实例采用SATWE程序进行了小震作用下的空间结构振型分解法和弹性时程分析法的计算,采用PUSH程序进行了静力弹塑性分析,并采用EPDA程序进行了中震、大震作用下的弹塑性时程分析。结果表明,对于不规则复杂平面结构,在空间结构振型分解法、弹性时程分析法及静力弹塑性分析计算符合要求的情况下,在中震、大震作用下弹塑性时程分析的弹塑性层间位移角也超出了限值,因此,建议对该类结构补充弹塑性时程分析,并宜采用有害层间位移角来控制结构的层间位移,判断结构的薄弱层。     

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。     

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。     

改进分析过程的模态pushover分析

Chopra的模态pushover分析需要求解各振型等效单自由度体系动力方程,以得到结构对应振型pushover分析的终止目标位移,进而求解对应多自由度体系的各阶振型下楼层的位移。本文对Chopra的模态pushover分析过程进行了改进,通过振型pushover曲线与弹塑性反应谱相交的性能点来求解对应多自由度体系各阶振型下的楼层位移,以考虑高阶振型对静力弹塑性分析方法的影响。并通过SAP2000实现改进模态pushover分析过程,计算结果表明改进的模态pushover分析可以有效的考虑高阶振型影响。     

多层大悬挑钢结构体系静力与抗震性能设计

内蒙古伊旗全民健身体育中心主体结构采用下部收进、上部多层大悬挑结构,体系的竖向刚度明显不规则,使得结构体系在静力及罕遇地震作用下弹塑性性能成为结构体系安全控制的关键因素。首先对主体结构进行静力弹塑性分析,选取性能目标对不同方案进行对比,优化选择了带外斜交网格结构的多层大悬挑结构体系。随后分别采用振型分解反应谱法、弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析方法对该结构体系进行了抗震性能分析,重点对结构的不规则性、结构安全性、大震下弹塑性性能及抗倒塌性能进行分析。分析表明,按选定性能目标优化得到的结构体系经济合理,实现了多层大悬挑结构在静力及地震作用下性能安全的设计目标。     

青岛财富中心超限高层Pushover分析

青岛财富大厦是一座复杂的超限高层建筑.设计除利用SATWE程序及ETABS和ANSYS有限元分析程序进行弹性和弹塑性计算分析外,还对结构进行了静力弹塑性分析(Pushover Analysis).研究表明:静力弹塑性分析方法在超限高层结构设计中,由于受高振型的影响,虽然理论上会存在一定的误差,但是通过Pushover分析可以从宏观上发现结构在罕遇地震作用下的破坏机制,从而对可能存在的薄弱部位进行有针对性的加强,提高结构可靠度.     

天津市某商业大厦超限高层建筑静力弹塑性分析

在高层建筑静力弹塑性分析(Pushover)中,侧向力分布模式的选取是一个关键问题,尤其受高阶振型影响比较显著的超限高层建筑。以天津某商业大厦超限高层建筑为工程实例,采用5种常见的侧向力分布模式进行分析,并与弹塑性动力时程结果进行对比,对超限高层建筑Pushover分析中侧向力分布模式选取提出了建议。最后以振型组合分布模式对该超限高层建筑进行了Pushover分析,研究了结构的弹塑性抗震性能,提出了一些设计建议。     

高层建筑结构抗震弹塑性分析方法及抗震性能评估的研究

以反应谱理论为依据,建立了循环侧推的多振型高层建筑结构静力弹塑性分析方法。在此基础上,归纳、总结得到结构等效恢复力模型的骨架曲线及滞回特性,发展了较简单且较为精确的计算在地震作用下高层建筑结构顶层位移反应的方法。探讨了应用静力、动力弹塑性分析结果进行抗震性能评估的基本原则。最后给出算例对本文的研究进行了论证。     

组合结构静力弹塑性分析研究

在理论分析的基础上对砖墙与钢筋混凝土墙组合结构这一新型的结构体系进行了静力弹塑性分析研究,运用编制的Push-over分析程序通过算例计算并与试验及动力时程分析结果进行对比,证明了该方法的可行性和实用性,并进一步明确了这种结构在地震荷载作用下的受力和变形特征。     

砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构静力弹塑性分析研究

本文在理论分析的基础上对砖墙与钢筋混凝土墙组合结构这一新型的结构体系进行了静力弹塑性分析研究,运用编制的Push-over分析程序通过算例计算并与试验及动力时程分析结果进行对比,证明了该方法的可行性和实用性,并进一步明确了这种结构在地震荷载作用下的受力和变形特征。     

静力弹塑性分析方法Pushover的讨论

Pushover作为一种简便的评估结构抗震能力的非线性静力计算方法,在全世界范围内得到了深入的研究和广泛的应用。探讨了非线性静力计算方法Pushover中的一些重要内容,包括基本原理、假定以及水平荷载模式的选取等,并对当前该方法还存在的缺陷和主要问题,提出了一些看法和建议。     

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。     

An investigation on the accuracy of pushover analysis for estimating the seismic deformation of braced steel frames

This paper investigates the potentialities of the pushover analysis to estimate the seismic deformation demands of concentrically braced steel frames. Reliability of the pushover analysis has been verified by conducting nonlinear dynamic analysis on 5, 10 and 15 story frames subjected to 15 synthetic earthquake records representing a design spectrum. It is shown that pushover analysis with predetermined lateral load pattern provides questionable estimates of inter-story drift. To overcome this inadequacy, a simplified analytical model for seismic response prediction of concentrically braced frames is proposed. In this approach, a multistory frame is reduced to an equivalent shear-building model by performing a pushover analysis. A conventional shear-building model has been modified by introducing supplementary springs to account for flexural displacements in addition to shear displacements. It is shown that modified shear-building models have a better estimation of the nonlinear dynamic response of real framed structures compared to nonlinear static procedures.     

A consecutive modal pushover procedure for estimating the seismic demands of tall buildings

The nonlinear static procedure (NSP), based on pushover analysis, has become a favourite tool for use in practical applications for building evaluation and design verification. The NSP is, however, restricted to single-mode response. It is therefore valid for low-rise buildings where the behaviour is dominated by the fundamental vibration mode. It is well recognized that the seismic demands derived from the conventional NSP are greatly underestimated in the upper storeys of tall buildings, in which higher-mode contributions to the response are important. This paper presents a new pushover procedure which can take into account higher-mode effects. The procedure, which has been named the consecutive modal pushover (CMP) procedure, utilizes multi-stage and single-stage pushover analyses. The final structural responses are determined by enveloping the results of multi-stage and single-stage pushover analyses. The procedure is applied to four special steel moment-resisting frames with different heights. A comparison between estimates from the CMP procedure and the exact values obtained by nonlinear response history analysis (NL-RHA), as well as predictions from modal pushover analysis (MPA), has been carried out. It is demonstrated that the CMP procedure is able to effectively overcome the limitations of traditional pushover analysis, and to accurately predict the seismic demands of tall buildings.     

考虑土-结构相互作用高层框架结构静力弹塑性分析方法的研究

本文应用子结构方法对天然地基上带刚性整体基础 (箱型基础或筏板基础 )的高层框架结构进行了平面静力弹塑性 (Pushover)分析 ,地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式 ,上部框架结构采用杆系模型。并就其水平荷载模式、目标位移等几个关键问题进行了研究。文末对一栋 12层的钢筋混凝土框架结构进行了静力弹塑性 (Pushover)分析 ,说明了本文建立的考虑土 -结构相互作用高层框架结构静力弹塑性 (Pushover)分析方法的可行性     

基于ANSYS进行剪力墙静力非线性抗震性能评估

以高层钢筋混凝土剪力墙结构为研究对象,建立了该结构静力非线性分析计算的基本过程,提出了基于通用有限元软件ANSYS进行剪力墙抗震性能评估的方法,并列举了一具体实例加以分析,为评定地震区已建建筑结构的抗震能力提供了方法。     

采用逐步增量弹塑性时程方法对RC框架结构推覆分析侧力模式的研究

以两个普通六层和十层钢筋混凝土框架结构为例,采用基于纤维模型的逐步增量弹塑性时程方法得到的层间剪力-位移关系曲线,与不同侧力模式的推覆分析结果进行了对比,研究了推覆分析结果的可靠程度。通过与不同场地的大量地震记录的弹塑性时程计算结果进行比较分析,建议采用多种合理的侧力模式进行推覆分析,对结构不同楼层的抗震性能进行全面的评价,即均布侧力模式适合于底部楼层的评价;考虑高度影响分布力模式适合于结构中部楼层的评价;而对结构上部楼层特别是顶层,可以采用SRSS侧力模式或规范侧力模式进行评价。分析研究表明,采用本文建议的侧力模式进行推覆分析,可在统计意义上可对钢筋混凝土规则框架结构的抗震能力作出偏于安全的估计。     

某大学体育馆钢结构拱形框架结构设计

介绍了某体育馆拱形框架的结构设计过程,并利用SAP2000软件对主梁模型进行了非线性静力分析,验证了设计的可靠性。