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。     

双向地震作用下型钢混凝土框架两阶段Pushover分析

为了提高Pushover方法的计算精度,弥补双向地震作用下型钢混凝土框架Pushover分析研究的不足,本文建立双向地震作用下型钢混凝土框架的两阶段Pushover分析方法。首先对型钢混凝土框架进行振型Pushover,之后将各振型组合得到的结构位移归一化处理后作为推覆侧移向量对结构进行第二次Pushover分析,得到的地震作用效应即为结构最终的地震响应。算例结果表明,在多遇、罕遇地震作用下,两阶段Pushover方法的计算精度较传统Pushover方法和振型Pushover方法均有所提高,适用于型钢混凝土框架双向地震分析;与多遇地震相比,罕遇地震作用下楼层侧移更加接近时程分析结果;并证明型钢混凝土框架也可实现“强柱弱梁”的结构模式,具有较好的抗震性能。     

Pushover方法在双柱桥墩抗震性能评估上的应用

静力弹塑性分析方法(Pushover Analysis)是一种静力非线性计算方法,近年来在国内外结构设计中得到广泛研究应用,是评价结构抗震能力的新方法.Pushover分析方法多用于建筑结构,但在桥梁中的具体实施方法和结果表达方式与建筑中有所不同.本文针对客运专线的双柱桥墩,归纳与总结了Pushover分析方法的实施步骤及原理,结合能力谱法确定了结构在指定强度下的目标位移,并通过地震需求曲线和结构能力曲线的叠加来评估结构的抗震性能.分析结果表明,不同侧向加载模式分布下Pushover法的分析结果存在一定差异,客运专线双柱桥墩在多遇地震和罕遇地震下的横向抗震性能均满足工程使用要求.     

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。     

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。     

半刚性端板连接多层钢框架的Push-over分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节点按刚性节点进行设计,对结构的静力分析、抗震性能等各方面的设计计算的影响很大.本文采用有限元分析方法,将半刚性连接节点视为弹簧单元,通过通用有限元软件Sap2000对一个半刚性端板连接的多层钢框架建立有限元模型并进行了模态分析、反应谱分析和Push-over(静力弹塑性)分析.结果表明,采用了半刚性端板连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构在多遇和罕遇地震作用下结构的抗震性能明显变化.     

桥墩-桩基础在罕遇地震作用下的设计和稳定水平研究

提出罕遇地震作用下桥墩-桩基础破坏模式的判别方法,并根据需求进行桥墩-桩基础的抗震设计,引入桥墩-桩基础系统在罕遇地震作用下稳定水平的判定标准.用地基土非线性抗力模型对系统滞回特性进行研究,通过对桥墩-桩基础系统做静力非线性Pushover分析得到系统的力与位移双线性骨架曲线,表征系统的非线性特性.用有限元程序进行罕遇地震作用下Ⅲ,Ⅳ类场地不同墩高的桥墩-桩基础时程分析,研究不同墩高的桥墩-桩基础在罕遇地震作用下的稳定水平.对32 m简支梁桥的桥墩-桩基础稳定水平进行判定,论证该方法的可行性.     

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。     

罕遇地震下半圆形大底盘双塔楼动力弹塑性时程分析

本文简要介绍了动力弹塑性时程分析的基本原理,并针对一半圆形大底盘双塔楼进行了罕遇地震下动力弹塑性时程分析,评估此结构在罕遇地震作用下的抗震性能,对其抗震设计提出建议。     

一种改进的结构推覆分析目标位移计算方法

在等效单自由度体系地震反应目标位移计算方法的基础上,提出考虑高振型影响的结构推覆分析目标位移计算方法.利用该方法和其他常用推覆分析方法,进行不同层数的钢筋混凝土规则框架结构推覆分析,并与地震反应非线性时程分析结果进行比较和分析.结果表明,所提出的改进方法能够较好地考虑结构地震反应中高阶振型的影响.     

静力弹塑性分析在钢框架结构中的应用

阐述了钢框架结构静力弹塑性分析的基本原理和方法，给出了SAP2000n程序进行适合我国地震烈度分析的计算步骤，并对一框架结构进行分析，表明Pushover方法是弹塑性分析的有效方法．     

RC框架结构pushover方法顶点位移的敏感性分析

以8层钢筋混凝土平面框架结构为例,采用一次二阶矩法、Tornado图形法和数理统计方法研究了pushover分析顶点位移对地震烈度、场地特征、侧向荷载加载模式、结构重量、混凝土强度和弹性模量、钢筋强度和弹性模量等不确定性因素的敏感性.研究表明,pushover分析方法中顶点位移对地震需求曲线的敏感性远远强于对能力曲线的敏感性,因此,在研究概率pushover分析方法时,仅考虑需求曲线的不确定性,忽略能力曲线的不确定性,可大大简化分析复杂程度,并且仍然可以保证分析结果的精度.     

粘滞阻尼器消能减震结构的简化设计

基于pushover分析方法,提出粘滞阻尼器消能减震结构的一个简化设计方法．先将多自由度体系等价成单自由度体系,对于给定的目标顶点位移,可以直接求出等价单自由度体系抵御强震所需的等价附加阻尼,并对其在多自由度体系中的分配提出建议．选用一个12层混凝土框架结构验证了该方法,其时程分析结果表明,对于pushover方法适应范围内的中、低层房屋可以取得满意的结果．     

钢筋混凝土框架剪力墙结构的位移变形研究

地震作用下的结构整体位移变形能够反映钢筋混凝土结构的变形性能,也是各楼层结构构件的位移反应和结构薄弱层判定的依据.为了研究此种变形情况,采用Pushover分析方法,设计了4个钢筋混凝土框架剪力墙构件,比较分析了推覆结构变形与理论变形的结果.研究结果表明：对于钢筋混凝土框架剪力墙结构,在一定范围内,静力非线性分析计算的结构整体位移变形与理论计算和第一振型变形结果较为吻合,静力非线性分析计算的结构整体位移变形幅度要大于由第一振型和理论计算的结构位移变形结果.通过对比分析认为,可以通过理论公式近似计算结构的整体位移变形情况.     

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.     

消能摇摆钢桁架框架结构抗震性能

为研究消能摇摆钢桁架-框架结构的抗震性能,使用OpenSees有限元软件对框架结构、支撑-框架结构、摇摆钢桁架-框架结构、消能摇摆钢桁架-框架结构进行模态分析、静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,讨论了4种结构的刚度特征、动力响应及损伤分布.此外,建立4种具有不同柱脚形式和阻尼器类型的对比结构,用以研究柱脚形式和阻尼器类型对于结构抗震性能的影响.研究表明,消能摇摆钢桁架-框架结构具有良好的抗震性能;位移型阻尼器能够提高结构刚度和承载力、减震性能更优越,速度型阻尼器可以降低地震作用;底层框架柱脚采用铰接,可以降低地震作用,并减小底层框架柱的塑性损伤.     

填充墙钢筋混凝土框架结构简化分析模型及抗震性能系数研究

对结构进行动力和静力分析时,构件单元和模型的准确性将直接影响到分析结果。为在建立填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架简化模型时选择合适的单轴材料与简化模型,使用OpenSees基于三种单轴材料与四种填充墙简化模型结合填充墙RC框架试验对模型的准确性与适用性进行了对比分析。根据对比结果建立填充墙RC框架结构模型,采用Pushover方法对结构进行了整体抗震性能系数的分析。结果表明：Hysteretic材料可以准确地模拟滞回曲线的形状及峰值承载力;单撑杆模型对填充墙的峰值承载力、割线刚度、残余变形模拟较准确;五撑杆模型对对填充墙的峰值承载力与初始刚度模拟较准确;满布布置的填充墙可增大RC框架结构的整体抗震性能系数,底层不布置填充墙会明显导致结构整体抗震性能系数的降低。因此,仅研究填充墙平面内问题时选用单撑杆模型即可,在设计时要考虑填充墙的布置,避免出现底部薄弱层而影响整个结构安全。     

基于推倒分析的桥梁地震损伤评估模型与方法

推倒分析方法作为一种结构非线性一地震响应的近似计算方法,以其概念简明、操作简便、桶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A．Ghobarah提出利用两次推倒分析结果来计算多层建筑结构的操作指数,针对普通规则的桥梁结构,提出了推倒损伤模型的改进计算方法,该方法避免了非线性动力分析的繁琐,用简便的手段描述结构非线性特性,评价结构遭受不同地震烈度时的损伤程度,通过一座双柱式桥墩的计算分析表明,采用这种方法可以简单、合理、可靠地得出结构的损伤值。