浅谈框架混凝土结构静力弹塑性分析方法与非线性动力分析方法的对比

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1、中国建筑科学研究院硕士学位论文框架混凝土结构静力弹塑性分析方法与非线性动力分析方法的对比姓名：程小燕申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：薛彦涛20070601摘要在强烈地震作用下，结构将进入弹塑性阶段．结构刚度发生变化，并出现塑性内力重分布。弹性静力法概念简单，忽略了结构的动力特性和结构的非刚性等重要特性，只适用于固有周期很小的结构，对多高层建筑和具有一定柔性的结构会产生较大的误差．反应谱法能考虑结构的动力特性及其与地震作用之间的相互关系，但它不能给出结构地震反应的全过程，更无法给出各构件进入弹塑性变形阶段的内力和变形状态。为了研究和计算高层建筑结构的

2、弹塑性变形，有必要进行结构的非线性分析．目前，结构的非线性分析主要分为动力时程分析法和静力pushover分析法两大类．Pushover方法是一种简化的计算方法，除了具有可以考虑结构进入塑性阶段后内力重分布这一客观现象的优点外，在多数情况下还能够得出比非线性时程分析更多、更重要的信息，这些信息能够从本质上对结构在遭受地震作用时的综合性能进行更为深刻的描述．所以，pushover方法在基于功能的抗震设计理论的研究中起着重要的作用．但是，pushover方法本身存在着一定的理论假设和理论缺陷，这也促使pushover方法仅能对以第一振型振动为主的结构做出合理、正

3、确的评价，而对于高阶振型影响不容忽视的高层建筑结构，评价结果存在一定的误差，有时甚至可能得到一些错误的结论．动力非线性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问变化的位移、速度和加速度动力反应，从而可以分析出结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步损坏的过程．该种方法是对结构进行塑性分析的最为准确的方法，但由于其对地震波的依赖性强，结构性能的近似假定和模拟，需要专门的程序和运用知识，输入输出的数据量大，计算数据复杂，一般要求专门的技术人员进行分析笛缺点，目前并没有得到广泛的应用．针对p

4、ushover分析法和动力非线性时程分析方法各自的优缺点。本文通过选取典型的侧向加载模式和符合规范要求的地震波对8层和12层框架混凝土结构进行了塑性分析，比较了两种分析方法下的结构反应的异同。关键词静力弹塑性分析动力弹塑性分析底部剪力一顶点位移层问位移角塑性铰AbstractDunngthestrongearthquake,thestructurewillbeElasto-Plastic,thestiffnessischanged．，andatthesanletimeplasticb；仃esswillberedistributed．theelasticana

5、lysesignore鲫neimportantpropertiesofstructures。suchasdynamicandnon—rigidcharacters．SOit’Ssuitablefortheshortnaturalperiodbuildings．Thegreatdeviationwillbeobtainedformati-storeyandhigh-riseandflexiblestructuralsystem．Theresponsespccmtmmethodcalltakeintoaccounttherelationshipbetweenth

6、edynamicpropertiesandtheearthquakeaction．whileitcarlnotgivethewholeprocedureofthestructuralseismicresponses．111einteralforceanddeformationstateofstrucan'alelementsCennotbegotten。Tostudyandcalculatetheelasto-plaslicdeformationfbrtallbuildings,nonlinearanalysisisnocessary．Forthemomen

7、t，themajornonlinearanalysesalethenonlineardynamicanalysisandnonline缸staticpnsh-overanalysis．Thesmilepnsh-overprocedureisviewedassimplifiedanalysismethod．exceptfortakingintoaccountoftheforce-redistributionfollowingyielding,inmanyconditionsitCanpredictmol-eadequateinformationthandyna

8、micnonlineartimehistoryana