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1、第41卷第1期Vol.41，No.12015年2月SichuanBuildingMaterialsFebruary，2015平面不规则结构的抗震性能评估寇利军(中国建筑上海设计研究院有限公司上海200063)摘要:大量的震害表明,不规则结构尤其是高层不用弹塑性时程分析计算得到等效单自由度体系的最大位移。规则结构极易发生破坏,严重者甚至会发生整个结构倒塌。2MPA基本步骤为对平面不规则结构进行抗震性能评估,本文给出了一种改进的模态Pushover方法。利用模态Pushover方法,将结在Chopra的两个假设之上,本文在后述各章、节中采构简化为不同的等效单自由度体系。考虑
2、对结构振动有较用的关于多自由度平面框架的MPA方法基本步骤如下:大影响的振型,对其等效的单自由度体系进行弹塑性时程1)计算结构的模态,包括振型及自振周期,并按照质分析,得到最大位移,并通过一定的组合方式得到原结构量参与系数满足95%的条件选取足够的振型参与以下的的楼层位移和层间位移等性能指标。由于结构在屈服后的MPA;各节点变形关系与弹性振型分析时各节点变形关系并不相2)对于第n阶模态,建立基底剪力和顶点位移的关同,因此,本文提出按照该振型所处状态的各个节点变形系,在两个方向的Pushover分析中,应选择振型位移占主关系,将得到的位移进行组合。通过算例分析并与弹塑性要
3、作用的方向,在竖向荷载作用下的反应u;rg时程分析对比,表明该方法能够得到更合理的结果,能够3)将所得到的Pushover曲线进行双折线简化;有效应用于竖向不规则结构的计算。4)将简化的Pushover曲线转化为F/L-D的关系。snnn关键词:平面不规则结构;性能评估;模态PushoverVUbnrn其中,F=,D=;φ为第n阶振型所选择方向的振型方法;高振型影响;屈服后位移snΓnΓφrnnnrn中图分类号:TU311文献标志码:B位移;文章编号:1672-4011(2015)01-0037-035)计算得到的单自由度的最大位移D,其中的本构关nDOI:10.396
4、9/j.issn.1672-4011.2015.01.019系为由第4步得到的结果。此过程可以由弹塑性时程分析,弹塑性反应谱或者弹性设计谱方法计算得到;0前言6)计算元结构所选方向的顶点最大位移u,计算公式rg为u=ΓφD;近年来,各种不规则结构逐渐增多,这些结构往往具rgnrnn有层间缩进、质量和刚度突变等特点。历次大地震各类不7)计算得到位移等性能指标,这位移中已经加载了竖向规则结构往往遭受较严重的破坏甚至倒塌。大量的震害表荷载;明,不规则结构尤其是高层不规则结构极易发生结构扭转8)重复上边的过程,直到振型达到精度;9)计算第n阶振型的位移r=r-r;脆性破坏,严重
5、者甚至会发生整个结构倒塌。如何简便而nn+gg有效地得到不规则结构的抗震性能,成为抗震性能评估的10)计算结构的反应,其中:JJ研究问题之一。静力弹塑性分析方法在应用于不规则结构r≈max[r±()1/2]g∑∑ρinrirn时有较大的误差,因此,本文应用模态Pushover方法对不i=1n=1式中的相关系数为:规则结构进行计算,并通过对此方法的改进,以求得到较3/2为准确的结果。8ζiζn(βinζi+ζn)βinρ=in222222(1-β)+4ζζβ(1+β)+4(ζ+ζ)βinininininin1模态Pushover方法其中β由βin=ω/ω计算得到;ω、ω是
6、相关振型的自ininin振频率,ζ、ζ为相关振型的阻尼系数。inChopraA.K.与其他研究人员基于结构动力学基本理[1-3]论提出了模态Pushover方法。该方法考虑结构的高阶3算例振型影响,对每一阶振型进行分析并简化为不同的等效单自由度体系,对得到的结果进行组合,从而得到结构的顶3．1计算模型与地震波的选取点位移、层间位移等评估指标,其结果较为准确,概念清为说明平面不规则结构在地震作用下的变形情况以及晰,有较为广泛的应用前景。模态Pushover方法的原理及高振型所产生的影响,本文建立计算模型,如图1所示,相关公式推导可详细查阅文献[1]。为4层的钢筋混凝土结构
7、,跨间距均为3m。结构的梁柱截对于建立的单自由度体系,可以进行弹塑性时程分析、面情况如表1所示,截面配筋由SAP2000程序自动配筋。弹性反应谱或者弹塑性反应谱分析。本文采用弹塑性时程按照GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中的相关规定,分析方法计算位移,由式u=ΓφD计算原结构的顶点位两个结构均视为平面不规则结构。rnnrnn移,最后经过一定方式的组合,得到结构的位移。本文采表1主要截面尺寸结构位置构件等级截面梁C30450×250作者简介:寇利军(1984-),男,陕西吴堡人,工程师,主要从事结构4层结构1~4层柱C30450
