工程结构抗震设计主要分析方法3.pptVIP

*考虑多振型影响基本思路:类似于振型分解反应谱方法，每个振型单独考虑（相当于对每个振型做Pushover分析，再把结果组合起来）********工程结构抗震设计主要方法分析方法、抗震理论*弹塑性静力分析方法

非线性静力过程

（Pushover方法/最简单的形式）*Pushover方法的发展静力弹塑性分析(Pushover)方法最早是1975年由Freeman等提出的，以后虽有一定发展，但未引起更多的重视。九十年代初美国科学家和工程师提出了基于性态的设计方法，引起了日本和欧洲同行的极大兴趣，Pushover方法随之重新激发了广大学者和设计人员的兴趣,纷纷展开各方面的研究。一些国家抗震规范也逐渐接受了这一分析方法并纳入其中，如ATC-40、FEMA-273274、日本、韩国等国规范。我国从《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)开始规定“弹塑性变形分析，可根据结构特点采用静力非线性分析或动力非线性分析”，国外一些商业软件(如IDARC.SAP2000等)已开发和增加这种功能。*Pushover方法的基本假定Pushover分析没有严格的理论基础，主要基于以下假定：（1）结构破坏按照一定或规定的规则进行，如一层的所有柱同时屈服；（2）结构沿高度的变形形状可由某一形状向量控制，并且在整个结构反应过程中，该形状向量保持不变。很显然，这两个假定都是不准确的，但很多学者研究表明：对于反应主要由第一振型控制的结构，Pushover分析方法可以准确、简便地评估结构的抗震性能。？*Pushover方法的实施步骤（1）准备结构数据:包括建立结构几何模型、构件的物理参数和恢复力模型等。（2）计算结构在重力荷载作用下的内力和变形分析（将与后续分析中水平力作用下的内力叠加）。（3）施加一定的水平荷载，逐渐加大水平荷载，将结构推到一个结构在可能遭遇的地震作用下所对应的目标位移（性态点），然后在结构达到目标位移时停止荷载递增，在终止状态对结构进行抗震性能评估（结构的顶点位移、层间位移角，构件的变形、材料应力等；还可以得到结构的开裂屈服记录，把这些性态参数与结构在一定的性态水准下所要求的能力进行对比，从而可以估计结构在地震作用下，是否满足一定的性态要求）。两个关键点:水平荷载分布模式、目标位移的确定*水平荷载分布模式（1）均匀分布荷载模式（UniformDistribution）这种分布模式认为侧向力沿结构的高度是均匀分布，不考虑每层结构重量的不同，进行Pushover分析时，每一步施加在楼层的侧向力由下式确定:式中,△Vb为每一步施加荷载时结构的基底剪力,由结构总的基底剪力除以总的加载步数给出；N为结构的总层数。*水平荷载分布模式（2）倒三角形分布（InverseTriangularDistributionorLinearDistribution）这种分布模式认为荷载沿高度为线性分布，每一步施加于楼层“i”的侧向力为:式中,Wi、hi分别为第i层的楼层荷载代表值和第i层的高度。这种分布形式只考虑了第一振型的地震作用,而没有考虑高振型的影响,因此适用于第一振型占主导的较低的结构。*水平荷载分布模式（3）广义乘方分布（GeneralizedPowerDistribution）这种分布模式认为结构层加速度随层高的变化而变化，考虑了不同振型的效应，第“i”层的侧向力增量为:式中，Wi、hi分别为第i层的楼层荷载代表值和层高，k为力的形状控制参数，是结构基本周期的函数:对于不同的k值，侧向力会产生不同的形式:当k=1时，为线性变化（倒三角形分布）；当k=2时，为抛物线分布形式。*水平荷载分布模式以上几种水平力荷载分布模式，都是先确定结构的基底剪力后（？），按计算步骤进行等比例划分，从而得到结构各层每一步的侧向力，在分析过程中，荷载的分布模式保持不变。（4）振型自适应型分布（Modaladaptivedistribution）对于结构处于弹性阶段，侧向力分布保持不变是合理的，然而在结构进入塑性阶段后，各构件刚度发生变化，从而引起内力的重分布，这时再采用弹性阶段的荷载分布形式是不合适的。自适应型的荷载分布试图根据每一分析步后结构的刚度变化，对荷载分布模式进行修正。采用与振型形状成比例的侧向力分布能够在一定程度上反映这种变化，只考虑基本振型影响时，其侧向