静力弹塑性分析（Pushover）方法及其应用

静力弹塑性分析方法,即Pushover分析,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,近年来得到了广泛的应用。这种方法既能对结构在多遇地震下的弹性设计进行校核,也能够确定结构在罕遇地震下潜在的破坏机制,找到相应的薄弱环节,从而使设计者可以对局部薄弱环节进行修复和加强,使整体结构达到预期的使用功能。本文首先介绍一下Pushover分析的原理和基本思路,然后用一个4层框架—剪力墙结构为算例,研究Pushover分析在SAP2000中的实现以及结构在地震作用下的性能表现。     

地震作用下大底盘结构的静力弹塑性分析

阐述了关于静力弹塑性分析的基本原理和方法,给出了利用SAP2000程序进行大底盘结构分析的例子,表明了大底盘结构的受力特点以及结构体型变化对抗震性能的影响,同时也表明Pushover方法是目前对结构进行在罕遇地震作用下弹塑性分析的有效方法。     

防屈曲耗能钢板墙在抗震加固中的应用

介绍了位移型阻尼器消能减震结构在多遇地震下的计算分析方法.针对某框架结构,布置16组防屈曲耗能钢板墙加固改造,采用ETABS2013软件进行了多遇地震快速非线性分析和罕遇地震静力弹塑性分析.通过比较分析结果,多遇地震下防屈曲耗能钢板墙屈服耗能,提高结构阻尼比,降低地震力的输入,结构层间位移角有所减小并满足规范要求.罕遇地震下结构抗震性能显著提升.     

钢筋混凝土框架结构考虑P-Δ效应的Push-over分析

利用SAP2000n(7.12)分析程序,结合我国抗震规范反应谱的计算步骤,对某一框架结构进行考虑PΔ效应的静力弹塑性(Pushover)分析,并与不考虑PΔ效应的分析结果进行了对比。结果表明:Pushover方法是目前对结构进行在罕遇地震作用下弹塑性分析的有效方法;PΔ效应随着结构屈服和结构刚度退化的影响越来越明显。     

某框架-核心筒超限高层基于抗震性能的设计分析

文进行了某框架-核心筒超限高层基于抗震性能的设计分析。多遇地震下,进行反应谱分析与弹性时程分析;设防烈度地震下,进行中震弹性与中震不屈服复核;罕遇地震下,进行静力弹塑性分析(Pushover Analysis),评估结构的抗震性能,发现结构潜在的破坏机制,针对性地加强薄弱部位,改善结构抗震性能。该工程通过三个水准地震作用分析,基本实现了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标。     

基于Pushover原理的钢框架静力弹塑性分析

Pushover分析是实现结构性态设计目标的方法之一,文章阐述了SAP2000中Pushover分析的基本原理,并根据我国最新的抗震规范,介绍了Pushover分析的计算步骤。在此基础上,利用1个钢框架结构实例进行说明,得出了包括底部剪力-顶部位移关系曲线、层间位移角和结构破坏塑性铰分布的分析结果,表明Pushover分析是当前对钢框架结构在罕遇地震下进行弹性塑性分析的有效方法。     

木柱木梁结构基于Sap2000的Pushover分析

Pushover分析方法是一种逐渐得到广泛应用的评价结构在罕遇地震作用下,抗震性能的简化方法,已被引入我国抗震规范。本文介绍了Pushover分析在Sap2000程序中的实施步骤,举出农村木柱木梁结构Pushover分析实例,表明Sap2000程序可以较方便的实现木结构的Pushover分析,Pushover方法也可以对农村木柱木梁结构在罕遇地震作用下的抗震性能作出合理的评价。     

高层建筑模态抗震设计中的多模态静力推覆分析

将模态推覆分析方法与用自适应的加载方式相结合,提出了一种改进的多模态静力推覆分析方法.运用模态推覆分析将多自由度体系解耦成每阶模态对应的单自由度体系,对于每阶模态下的推覆分析,当结构进入塑性阶段后,采用自适应的加载方式,得到每阶模态下结构的反应.将结构推至每阶振型下的目标位移,采用SRSS组合的方式得到结构的响应.对应每阶振型下推覆分析的目标位移采用非弹性能力谱方法来计算.对不同高度的多高层钢框架-混凝土核心筒混合结构在8度罕遇地震下抗震性能进行了评估.结果显示,本文的静力推覆分析所得的结构响应同非线性动力时程分析所得的结果吻合较好.     

网格式框架的静力弹塑性分析

静力弹塑性Pushover分析是目前广泛使用的一种基于性能的抗震分析方法。本文论述静力弹塑性Pushover分析方法的基本原理,对10层网格式框架在8度罕遇地震下的抗震性能进行评估,结果表明,塑性铰首先出现在层间梁上,然后向楼面梁和柱上发展,能够较好满足大震不倒的抗震设防要求。     

高层建筑结构Pushover分析方法的研究与应用

弹塑性分析已成为结构抗震设计的重要组成部分,并正受到越来越多的关注。本文针对高层建筑,考虑高振型的影响,采用了Pushover分析过程中有效振型的选取方法和提出了解决高振型对侧向荷载分布和目标位移的新思路。之后,通过采用结构弹性时程分析方法、能力谱方法和本文建议的Pushover方法对同一实例计算比较,得出了:本文建议的方法的计算结果较其他方法更接近罕遇地震作用下的高层建筑的实际性能。     

多水准位移能力谱抗震设计方法

在改进能力谱方法和多水准抗震设计理念的基础上,提出了基于位移能力谱的多水准抗震设计方法.利用位移能力谱方法,获得了结构在不同抗震设防水准下结构的位移需求和延性系数,并构造出多水准需求谱.从多水准需求谱上得到多个基于位移抗震设计的控制点,最终构造出结构设计能力基准曲线.基于结构设计能力基准线对结构进行设计,能使结构同时满足"小震不坏"的弹性位移需求和"中震可修"及"大震不倒"的弹塑性位移需求.根据一个单自由度桥墩抗震设计的全过程,说明了基于位移的多水准抗震设计方法不仅能够满足各个设防水准的需求,而且根据该方法设计的结构具有最优的经济性.     

RC框架结构Pushover方法的保证率和适用性研究

以7层钢筋混凝土平面框架结构为例,通过统计分析不同地震烈度、不同场地条件、不同地震分组的平面框架在不同抗震设防水准条件下的Pushover分析性能点的概率分布,探讨Pushover分析方法的保证率和适用性.研究表明,Pushover分析方法是一种静力弹塑性分析方法,不适用于结构弹性抗震性能评估.     

结构抗震性能评估的改进模态能力谱法

基于性能的抗震设计理论需要简便而合理的确定结构在地震作用下的弹塑性位移需求的方法.为了解决传统能力谱法在讨论结构弹塑性地震反应中采用等效高阻尼的不确定性和没有考虑高振型影响的局限性,提出基于多模态法和引入强度折减系数和延性系数修正弹性反应谱的改进的能力谱法的概念和实施步骤,并对框架结构进行了相应的抗震性能评估.算例分析表明,所提方法具有一定精度,且更为简便,在基于性能的抗震设计中具有一定的应用前景.     

钢筋混凝土建筑结构的抗震性能分析与实验

针对钢筋混凝土建筑结构展开了抗震性能研究,提出一种高适应性的Pushover分析方法.在传统Pushover方法基础上,充分考虑高阶振型和结构刚度蜕变的影响,通过补充设计提升抗震性能分析的适应性.为了有效应对地震中的不确定性,配置了3种载荷.实验结果表明:对于钢筋混凝土结构,在倒三角载荷、抛物线载荷及分层分布载荷下,可以从位移、角位移方面给出稳定的抗震性能分析.     

近海在役钢筋混凝土框架结构抗震能力时变劣化规律

为量化表征近海在役钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的抗震能力时变劣化规律,以氯离子扩散理论为基础,首先研究建立了钢筋锈蚀深度预测模型,介绍了近海在役RC框架结构数值建模方法,进而以可抵御的地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)为指标表征结构的抗震能力,提出了基于能力谱方法的在役RC框架结构抗震能力量化方法,并分析了不同抗震设防水平下近海在役RC框架结构的抗震能力时变劣化规律,建立了相应的量化模型.结果表明:所建立的抗震能力量化方法可以直接量化在役RC框架结构不同破坏极限状态下可抵御的地震强度,从而直观反映近海在役RC框架结构的实际抗震能力;随着服役龄期的增长,近海在役RC框架结构不同破坏极限状态的抗震能力近似呈线性关系退化,且其退化速率随设防水平的降低不断提高;随着设防水平的提高,近海在役RC框架结构抗震能力劣化的起始时间不断提前;所建立的时变抗震能力量化模型可近似表征近海在役RC框架结构抗震能力的时变劣化规律,但尚需实例验证.     

基于性能抗震分析的核电常规岛主厂房设计

为了对核电常规岛主厂房结构抗震进行分析,通过工程实例分析基于性能的抗震设计的优点,并在不同的抗震性能目标控制下,运用SAP2000有限元程序,对主厂房结构进行静力弹塑性分析,绘制能力谱-需求谱曲线,分析结构主要构件应力、应变和楼层层间位移角特点,检验结构的抗震性能。结果表明:主厂房结构应力、应变合理,层间位移角满足规范要求。该成果对基于性能的抗震设计方法的运用和推广具有一定的参考价值。     

高墩大跨桥梁结构的脆弱性分析

采用大型有限元分析软件,对中国西南某铁路特大桥8#墩进行了静力弹塑性（Pushover）分析,得到了结构能力曲线,并以谱加速度和残余位移漂移比作为地面运动强度度量参数和工程需求参数,对高墩大跨桥梁结构进行了脆弱性分析。分析结果表明：当其他条件相同时,随着界限状态的提升,结构要达到相同的概率所需的地面运动强度呈递增趋势;当地面运动作用强度相同时,基阶加载模式计算的脆弱性曲线低估了结构的抗震性能,而均布和SRSS组合加载的脆弱性分析又过分高估了结构的抗震能力。     

双向地震动作用下多维结构的能力谱方法

目前基于性能抗震设计的研究多集中于平面单向分析,这与实际结构在地震下反应的多维性存在较大差异,尤其对于平面复杂的偏心结构。为此,在单向地震下能力谱方法基础上提出了考虑双向地震动作用的多维结构能力谱方法。基于结构振型组合的分析思路,通过考虑双向地震动作用的振型pushover分析程序得到各振型的能力谱曲线;通过双向地震动作用下的强度折减系数谱来建立需求谱曲线,然后将能力谱曲线与需求谱曲线画于同一个坐标系下,得到双向地震下结构的最大位移反应。最后,由算例分析比较,说明了该方法能够比较准确地估计多维结构在双向地震下的反应需求。     

柱端弯矩增大系数对PC框架结构

根据我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ 140-2004),以设防烈度为8度(0.2 g)地区的多跨多层预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数为研究对象,对其合理取值问题进行了探讨.在SAP2000与PERFORM-3D软件中,采用局部纤维铰梁单元,对6个PC平面框架建立了弹塑性分析模型,并对其进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)与动力弹塑性时程分析.计算结果表明:按照现行规范设计的PC框架,基本上可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求,但是结构在大震作用下形成的是以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制,对结构抗震不利;随着柱端弯矩增大系数的增加,结构的局部构件抗震性能以及屈服机制均有很大程度的改善,当边柱和中柱的柱端弯矩增大系数分别增加到2.0,1.8时,预应力混凝土框架结构能够实现对结构抗震有利的以梁出铰为主的梁柱铰屈服机制,甚至是梁铰屈服机制.因此,建议在进行预应力抗震技术规程的修订时,适当提高框架结构柱端弯矩增大系数的取值.     

基于能力谱法的PSSI体系Pushover分析

为了寻求桩-土-结构非线性动力相互作用的简化分析方法,提出了桩-土-结相互作用(PSSI)体系基于能力谱法的pushover分析方法.该方法将PSSI体系经两次等效为等价SDOF体系,并修正了PSSI体系的等价修正阻尼比和能力谱,然后将pushover分析得到的结构能力曲线与需求曲线相结合,得到结构在大震下的峰值反应.能过对一4层3跨的桩-土-结相互作用体系进行实例分析,验证了该方法的可行性,对带桩筏基的剪切型钢筋混凝土结构在大震作用下的非线性反应,能够进行较好的估计.