某不规则框架结构pushover分析

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1、某不规则框架结构PUSHOVER分析摘要：本文运用Sap2000有限元分析软件对某不规则框架结构在提高抗震等级之后进行了罕遇地震作用的Pushover分析，采用了均匀加速度侧向荷载加载模式，得出结构的性能点，探讨了不规则结构的抗震性能。　　关键词：不规则结构Pushover分析荷载模式层间位移层间位移角　　1.引言　　随着上个世纪70年有限元概念的提出[1,2]，在之后的40年间取的了飞速的发展，在建筑工程领域内得到了越来越多的人认可，Pushover分析最主要的优点在于很大程度上接近与实际工程，而且计算时间比较短，不那么繁琐，在实际工程中运用

2、的越来越多。　　Pushover分析本质上是一种与反应谱相结合的分析法，即在结构上施加一组静力，考虑构件从开裂到屈服，刚度逐渐改变的弹塑性计算方法，也称推覆分析[3]。　　2.工程概况　　本文以实际图书馆工程为例，四层框架结构，一层总建筑面积为5516平方米；二层建筑面积为3975平方米；三层建筑面积为3770平方米；四层建筑面积为2702平方米。结构总建筑面积为15936平方米，建筑总高度最高点22.9米，最低点18.917m，坡屋顶。所有梁柱的受力钢筋为HRB400，梁的截面尺寸最外圈弧形梁为300mmx850mm，内圈弧形梁为300mmx

3、750mm,跨度8m直梁取300mmx700mm，屋面大跨度梁取450mmx1200mm或者450mmx1500mm，梁混凝土强度等级C30，混凝土弹性模量3.00×104N/mm2外圈柱子截面尺寸一层～四层500x750，内圈柱子截面尺寸一层～四层500mmx700mm，柱混凝土强度等级为C40，混凝土弹性模量3.25×104N/mm2.。抗震等级7度（0.1）三类场地。对结构进行简化处理运用Sap2000建立结构的三维模型，如下图：　　　　　　图1结构的三维简化模型　　3.Pushover分析　　先对三维结构进行模态分析，考虑到结构的不规则

4、性选择振型数量为15个，结构以前三阶振型为主。结构的第一周期为0.9;第二周期为0.75；第三周期为0.71。结构的第一振型以Y方向的平动为主，略带扭转；第二振型是以X方向的平动为主，略带扭转；第三振型以扭转为主，前三阶振型都不同程度的出现了扭转莲藕现象。扭转周期比0.71/0.9=0.79<0.85，满足规范要求。结构X方向的质量参与系数累加值95%，Y方向为96%，均满足规范的要求。　　对结构提高抗震等级为8度（0.20g）罕遇地震分析，水平地震影响系数为0.90。对结构施加Accel-UX、Accel-UY侧向荷载分布模式。根据UBC规范

5、反应谱与中国规范反应谱参数转换公式：η2αmax=2.5CA，Tg=Ts=CV/2.5CA，计算得CA=0.36，CV=0.18。　　运用Sap2000进行Pushover分析得到能力谱曲线如下图：　　　　Accel-UXpushover分析能力谱曲线（capacityspectrum)　　由上图可知，结构在8度罕遇地震作用下在施加Accel-UX侧向荷载模式作用下的目标位移为32mm，谱加速度为0.170m/s2。　　　　Accel-UYpushover分析能力谱曲线（capacityspectrum)　　由上图可知，结构在8度罕遇地震作用下

6、施加Accel-UY侧向荷载模式作用下的目标位移为39mm，谱加速度为0.130m/s2。　　计算结构在达到性能点的时候的层间位移和层间位移角如下表：　　表3层间位移和层间位移角（displacementanddisplacementanglebetanSA,NicolettiJP,TyrellJV.EvaluationofexistingBuildingforSeisminRisk-ACaseStudyofPugetSoundNavalShipyardBremerton，,SozenMA.SimpienonlinearanalysisofR/

7、Cstructures.JournalofStructuralDivision,ASCE,1981,107(5);937-952　　[3]北京金土木软件技术有限公司，中国建筑标准设计研究院.SAP2000中文版使用指南[M].北京:人民交通出版社.2008.P450-459　　[4]建筑抗震设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社.2010.P45-47　　　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。