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1、第26卷第2期广东工业大学学报Vo.l26No.22009年6月JournalofGuangdongUniversityofTechnologyJune2009Pushover分析方法研究1,2管民生(1.广东工业大学建设学院,广东广州510006;2.华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640)摘要:阐述了Pushover分析的基本原理和步骤,针对确定侧向荷载的分布模式、将结构转化为等效单自由度体系和利用能力谱方法求目标位移等关键问题进行探讨.并对一个12层框架结构进行Pushover分析,结果表明Pushover分析方法是结构性能评价的有效方法.关键词:P
2、ushover分析方法;能力谱;需求谱;侧向荷载的分布模式+中图分类号:TV973.23文献标识码:A文章编号:10077162(2009)02000106结构遭受强震作用后,一般将进入弹塑性状态.1Pushover分析方法的原理和实施步骤为了满足结构在大震作用下的抗震要求,有必要对结构进行弹塑性变形验算.采用的方法主要有弹塑1.1Pushover分析方法的原理性动力时程分析和静力弹塑性分析.前者是通过输Pushover方法主要用于对现有结构或设计方案入地震波计算结构各个时刻的内力和变形状态,给进行抗侧能力的计算,对结构的抗震性能进行评估,自从基于位移
3、/性能的抗震设计理论提出之后,该方出结构构件的破坏位置和顺序,发现应力和塑性变法的应用范围逐渐扩大到对新建建筑结构的弹塑性形的集中部位,从而判明结构的屈服机制、薄弱环节抗震分析.这种方法实质上是1种静力非线性计算和破坏类型.但这种方法技术复杂、计算工作量大、方法,与传统的抗震静力计算方法不同之处在于它结果处理繁杂,再加上其结果深受地震波的输入形考虑了结构的弹塑性性能并将设计反应谱引入了计式、力位移的滞回关系、轴力与弯矩的屈服关系的算过程和计算成果的解释.在施加外力时,首先在结影响,在实际工程中的应用受到限制.近年来,静力构上施加竖向荷载并保持不变,同时根据结构的具弹塑性分析(Pushov
4、erAnalysis)作为对新结构进行体情况沿高度施加某种侧向分布形式的水平荷载,抗震设计或对现有结构进行抗震能力评价的新方模拟地震水平惯性力,并逐步增加水平力,使得结构法,以其概念清楚,实施相对简单,同样能使设计者构件逐渐进入塑性状态,结构的梁、柱等构件出现塑在某种程度上了解结构在强震作用下的弹塑性反应性铰,直到结构达到某预定状态(达到某预定目标的特点,在国外得到了广泛的应用.最具有代表性的位移、位移超限或者成为机构).这一过程反映了结是美国联邦紧急管理厅出版的房屋抗震加固指构的抗侧力弹塑性性能,并得到结构基底剪力和顶南!(FEMA273/274)、美国应用技术委员会编制的点位移的关系曲
5、线,也就是Pushover曲线.混凝土建筑抗震评估和修复!(ATC40),都引入了Pushover方法没有严密的理论基础,它是基于利用Pushover进行基于位移/性能的抗震设计的具以下2个假设:1)假定结构的地震反应与某一等效体实施方法.Pushover方法引入我国后,也得到了广的单自由度体系相关,这就意味着结构的地震反应大学者和工程设计人员的重视和应用.有学者开始仅有第一振型控制;2)结构沿高度的变形形状可由应用这种方法对灾震地区结构物进行分析,并与实形状向量{}表示,即变形形状不变.显然,以上2[12]际破坏情况作比较,同时也积极与国际同行进行个假设都不尽完善,侧向荷载的分布形
6、式只与结构探讨与交流,取得了一定的成果.新的建筑结构抗震的基本自振周期和振型有关,没有考虑到结构高振设计规范(GB500112001)也将其列入其中,只是提型的影响;振型向量一般只凭经验假定,现阶段没有法上没有采用这个词.具体可行的办法,而振型向量选取的正确与否对结收稿日期:20081201作者简介:管民生(1979),男,讲师,博士研究生,主要研究方向为工程抗震设计理论与方法.2广东工业大学学报第26卷构特征参数的确定有较大的影响.但经过大量的实(1)将弯曲受力构件达到弯曲强度的部位加上验研究表明,对于地震反应由第一振型控制的多自塑性铰,如梁、柱构件的端
7、部以及剪力墙的底部.由度结构,Pushover方法可以很准确地预测结构的(2)将达到剪力屈服强度的剪力墙单元的抗剪最大地震反应.刚度去掉.1.2Pushover分析方法的实施步骤(3)当轴向受力构件屈曲之后且屈曲后轴向刚度迅速下降,将该构件去掉.目前,Pushover方法主要有2种:一种是美国联邦紧急管理厅出版的房屋抗震加固指南!(FE(4)若构件刚度降低后仍可进一步承受荷载,则将构件的刚度矩阵作相应的变动.MA27
