结构抗震分析研究进展.pptVIP

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1 表中 是由建筑重要性类别规定的年限,根据这个年限和给定的超越概率,可确定相应重要性类别的设计地震动参数。对重要性类别为丙类的建筑,取 年;乙类的建筑,取 年;甲类的建筑,取 年。 2 充分运行指建筑和设备的功能在地震时或震后能继续保持,结构构件与非结构构件可能有轻微的破坏,但建筑结构完好。 3 运行指建筑基本功能可继续保持,一些次要的构件可能轻微破坏,但建筑结构基本完好。 4 基本运行指建筑的基本功能不受影响,结构的关键和重要部件以及室内物品未遭破坏,结构可能损坏,但经一般修理或不需要修理仍可继续使用。 5 生命安全指建筑的基本功能受到影响,主体结构有较重破坏但不影响承重,非结构部件可能坠落,但不致伤人,生命安全能得到保障。 6 接近倒塌指建筑的基本功能不复存在,主体结构有严重破坏,但不致倒塌 。 九、静力弹塑性分析方法 (Static Push-over Analysis) 结构弹塑性地震响应简化分析方法包括: 静力弹塑性分析法(Push-over Method) 弹塑性反应谱法 等效线性化法 能量法 Push-over Method 又称为静力弹塑性法、侧移分析法、推覆法、静力荷载增量法。 特点: 静力弹塑性分析方法主要是对结构进行抗侧力能力的计算,从而得到其抗震能力的估计。它是由对结构基于力的设计(Force-Based Design)向基于位移设计过渡的一种简化分析设计方法。 该方法从本质上说是一种静力非线性计算方法。 基本思路: 即在结构分析模型上施加按某种方式模拟地震水平惯性力的侧向力,并逐级单调加大,构件如有开裂或屈服,修改其刚度,直到结构达到预定的状态(成为机构、位移超限或达到目标位移)。 其优点突出体现在: 1)较底部剪力法和振型分解反应谱法,它考虑了结构的弹塑性特性; 2)较时程分析法,其输入数据简单,工作量大为减少,且不受输入地震波等不确定性因素的影响,可较真实地反映结构的非线性响应; 3)它不仅能计算结构的响应,而且能判断结构的薄弱位置、构件屈服的先后顺序以及结构的破损程度等。 实施步骤 (1)准备工作。建立结构的模型,包括几何尺寸、构件的物理参数和恢复力模型等。求出结构上的竖向和水平荷载;为了进行弹塑性分析,应求出各个构件的塑性承载力:对于梁,应求出其两端上下两个方向的塑性弯距和两端的极限抗剪承载力;对于柱,则应求出其M—N曲线的三个控制点(轴压、平衡、纯弯)。 (2)求出结构在竖向荷载作用下的内力。此内力和水平力作用下的内力叠加(相当于荷载作用效应组合),作为某一级水平力作用下构件的内力,以判断构件是否开裂或屈服。因此竖向荷载标准值的分项系数要按规范规定的取用;且需要计算结构的基本自振周期。 (3)在结构每层的质量中心处,施加沿高度某种分布的水平荷载。施加水平力大小的确定原则是:水平力产生的内力与(2)步计算的内力叠加后,恰好使一个或一批构件开裂或屈服。 (4)对在上一步进入屈服的构件,改变其状态。最简单的办法,是用塑性铰来考虑构件进入塑性,将屈服的构件的一端甚至两端设成铰接点(对于柱子,还要考虑被压溃以至于失去全部承载力的情况,将其取消)。这样,相当于形成了一个新的结构。求出这个“新”结构的自振周期,在其上再施加一定量的水平荷载,又使一个或一批构件恰好进入屈服。 (5)不断重复(3)、(4)步,直到结构的侧向位移达到预定的破坏极限,或由于铰点过多而成为机构。 静力弹塑性分析法的基本假定 (1)结构的响应与一等效的单自由度体系相关,结构响应仅由结构的第一振型控制。 (2)结构沿高度的变形由形状向量 表示。在整个地震反应过程中,不管结构的变形大小, 保持不变。 Push-over程序采用静力增量方程: 式中, 为结构单元刚度矩阵,它随着结构构件的弹塑性状态而改变; 为结构的位移向量增量; 为水平荷载增量。 1、均布加载模式 该模式适宜于结构质量、刚度沿高度分布较均匀、薄弱层为底层的结构, 为第j层水平外荷载。 该模式适于满足底部剪力法要求,且塑性铰出现在梁构件的结构。 为第j层水平外荷载。 2、倒三角形分布水平荷载模式 该模式可较好地反映结构在地震作用下的高振型影响。 T≤0.5s时,k=1.0; T≥2.5s时,k=2.0; 0.5s<T<2.5s时,k在1和2之间线性插值。 为第j层水平外荷载。 3、抛物线分布水平荷载模式 4、随振型而变的水平荷载模式 即基于结构瞬时振型采用振型分解反

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