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PAGE PAGE 1 多高层结构抗震分析方法研究 　　摘要：本文对几种常用的抗震分析方法进行比较，应用于多高层结构的抗震分析方法中，静力弹塑性分析和弹塑性时程分析方法比一般常用分析方法能够提供更合理、更符合实际的结果，并提出静力弹塑性分析方法存在的问题。 　　关键词：多高层结构；抗震分析方法；静力弹塑性分析法 　　中图分类号：TU973+.31文献标识码：A文章编号： 　　随着经济与社会的发展，多高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流方向，建筑物的造型和结构体型日趋复杂化。震害对于多高层建筑的威胁越来越严重，对其进行的抗震分析也越来越成为目前国内外建筑科研热点问题。 　　1现有常用的抗震分析方法 　　1.1底部剪力法 　　底部剪力法它适用于高度不超过40m，结构以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。此时假设地震作用下建筑将以基本振型为主，且结构的基本振型近似为一条斜直线。通过这两种假设，我们可近似的算出地震作用下建筑各层的地震水平力之和，即“底部剪力”。此方法简单，但因忽略了高阶振型的影响而且对结构的基本振型也作了简化，因此计算精度较差。 　　1.2振型分解反应谱法 　　振型分解反应谱法根据振型叠加原理，将多个振型的综合作用分解为一系列单个振型的叠加，分别计算各个振型的水平地震作用，求其结构内力，最后将各振型的内力进行组合，得到地震作用下的结构内力和变形。此法计算量稍大，但计算精度较高，计算误差主要来自振型组合时关于地震动随机特性的假定。 　　1.3时程分析法 　　时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由时程分析可得到各质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，并进而可计算出构件内力的时程变化关系，可以准确而完整的反映结构在强烈地震作用下反应的全过程状况。时程分析法是改善结构抗震能力和提高抗震设计水平的一项重要措施。《抗震规范》规定，重要的工程结构，例如：大跨桥梁，特别不规则建筑、甲类建筑，高度超出规定范围的高层建筑应采用时程分析法进行补充计算。但时程分析法计算的是某一确定的地震动的时程反应，不能反应不同地震动时程记录的随机性，应用时需要对多条地震记录进行分析。 　　1.4结构弹塑性分析方法 　　结构弹塑性分析方法有弹塑性时程分析和静力弹塑性分析两大类。 　　1.4.1弹塑性时程分析 　　弹塑性时程分析能比较准确而完整的得出结构在罕遇地震下的反应全过程，但计算过程中需要反复迭代，数据量大，分析工作繁琐，且计算结果受到所选用地震波及构件恢复力和屈服模型的影响较大，一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。 　　1.4.2静力弹塑性分析 　　静力弹塑性分析方法是对结构计算模型上施加按某种规则分布的水平单调递增荷载，直至目标位移或结构呈现不稳定的发散状态为止，使结构呈现弹塑性的特性，从而判定结构及其构件的变形受力是否满足设计要求。 　　结构弹塑性分析方法优点突出体现在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；较时程分析法，其输入数据简单，工作量较小。通过引入地震反应谱可使结构在基于一定的性能水准上，合理满足不同的抗震需求。 　　2多高层结构抗震分析方法 　　2.1模型分析方法 　　多高层建筑结构中构件数量大且结构复杂，无法采用连续体单元进行建模和分析，需采用合理的结构模型以及构件单元模型，对受力进行必要简化。目前，已有的结构分析模型包括层模型、构件-层模型以及非线性结构单元分析模型三种。 　　2.2弹塑性分析方法 　　随着建筑结构不断增高，结构体系和构造日益复杂，弹塑性分析的方法也就显得越来越重要。历史上多次较大的震害也证明了结构弹塑性分析的必要性。 　　2.2.1弹塑性时程分析方法 　　结构弹塑性时程分析方法同时考虑地面震动的主要特性（主要是幅值、频率、持时三要素）以及结构的动力弹塑性特性，被认为是到目前为止进行抗震变形验算和震害分析最为精确可靠的方法。通过动力弹塑性分析，可以计算出在地震波输入时段内结构地震响应的全过程，得到每一时刻结构的位移、速度、加速度以及构件的变形和内力。借助这些分析结果，可以研究构件屈服次序和结构的破坏过程，便于设计者对结构在大震下的性能进行直观评价。 　　目前常用的计算模型有：等效剪切型弹塑性时程分析模型、平面杆系弹塑性时程分析模型以及空间杆系弹塑性时程分析模型等。到目前为止空间杆系结构弹塑性时程分析方法是结构非线性地震反应分析中最可靠的方法。 　　2.2.2静力弹塑性分析方法 　　静力弹塑性分析并不是一种新的方法，但由于其能提供结构在侧向力作用下的能力或性能数据，符合当前正在研究发展的基于性能抗震设计的需要，因此该方法在近年得到普遍重视和广泛研究。我国的GB50011-2001建筑抗震设计规范和JGJ3-200高层建筑混