基于MIDAS—Building的某超限高层建筑静力弹塑性分析.pdf

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1、第38卷第6期四川建筑科学研究2012年12月SichuanBuildingSciencel81基于MIDAS—Building的某超限高层建筑静力弹塑性分析王燕燕，莫海鸿(1．广东省城乡规划设计研究院，广东广州510290；2．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州510640)摘要：结合工程设计实例，应用MIDAS—Building结构软件对一个超限高层大底盘塔楼剪力墙结构进行计算分析和结构设计，在满足“小震不坏”、“中震可修”的前提下，寻求结构在“大震”作用下的性态。通过对该结构的静力弹塑性分析，介绍了静力弹塑性计算

2、分析的模型和分析方法，通过控制薄弱部位弹塑性层问位移角、塑性铰分布和结构性能点出现前后结构性能分析，采取有针对性的加强措施来实现“大震不倒”的设防目标。关键词：超限高层建筑；静力弹塑性分析；MIDAS．Building中图分类号：TU313文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)06—181—05反应谱相结合的静力非线性分析法。静力弹塑性分0引言析法根据结构具体情况采用与之相适应的呈一定分随着建筑结构的体形13趋多样化、复杂化，必然布的水平加载方式，在二维或全三维结构弹塑性分造成结构的平面或竖向不规则，必然引起某些结构析

3、模型上静态单调地施加某种分布形式侧向力，用措施超出规范的限制，成为超限结构。完全采用弹这种分布方式的侧向力来模拟结构上的地震水平惯性理论进行结构分析计算和设计已经难以反映超限性力作用，对结构进行非线性反应分析。随着侧向结构的实际受力情况，弹塑性分析方法逐渐显得越力不断增加，使结构依次经历弹性阶段、开裂阶段、来越重要，考虑结构非线性特性来分析和检验结构屈服阶段和破坏倒塌阶段，从而得到结构非线性反的抗震性能已成为一个明显的趋势。结构静力弹塑应的全过程。再结合一定的结构抗震性能评估方法性分析方法(push—over)是现阶段基于性能的结构可

4、以获得结构在特定地震作用下的反应情况。抗震性能评估方法，GB50011—2Ol0《建筑抗震设计静力弹塑性分析目前没有很严密的理论基础，规范》和JGJ3—2002《高层混凝土结构技术规程》中它基于以下三个基本假定：其一，结构的响应与一个明确规定对于体型复杂、刚度和承载力分布不均匀等效的单自由度体系相关，也就是说结构响应仅由的不规则结构需进行结构弹塑性变形验算J。弹其第一振型控制；其二，在整个地震反应过程中，沿塑性动力时程分析法和弹塑性静力分析法均可用于结构高度的形状向量保持不变；其三，楼板在自身平结构弹塑性变形计算，其中静力弹塑性分析法

5、是一面内的刚度无限大，平面外刚度可不考虑。这是因种计算结构弹塑性地震反应的简化方法，该方法比为高层建筑结构的进深大，剪力墙、框架等抗侧力结弹塑性动力时程分析法简单实用，更易为广大工程构的间距远小于进深，楼面的整体性较好，在平面内设计人员掌握。本文中针对广州番禺某住宅楼进行的刚度非常大。所以，在内力和位移计算中，楼板一了罕遇地震静力弹塑性分析，并运用能力谱方法对般作为刚性平板，在平面内只有刚体位移——平动该超限结构进行了抗震性能评估。和转动，不改变形状。虽然上述假定在理论上不完1静力弹塑性分析计算理论全正确，但对于响应以第一振型为主的结

6、构，用静力弹塑性分析可以对结构进行合理的性能评价。这些静力弹塑性分析(Elastic．PlasticStaticAnalysis)假定暗示了结构反应由单一振型控制，并且在整个法，亦称推覆分析(POA)法，在13本称为荷载增量反应过程中该振型保持不变。解析法。结构静力弹塑性分析方法本质上是一种与MIDAS—Building程序中采用ATC-40建议的弹塑性骨架曲线(图1)，对框架梁两端设置弯矩铰M收稿日期：2011-05-09铰，柱和剪力墙两端设置轴力弯矩铰PMM铰和剪作者简介：王燕燕(1984一)，女，河南焦作人，助理工程师，主要从事

7、结构设计工作。力铰V铰。其中AB、BC、CD、DE分别表示弹性E—mail：0222yw@163．toni段、强化段、卸载段和破坏段。B点代表铰的屈服，182四川建筑科学研究第38卷A和B之间铰内没有变形发生，即为刚性，所有的变2)平面凹凸不规则，从图2和图3中可以看出，形在框架单元内产生。当铰到达C点时，开始失去结构存在平面凹凸不规则的情况；承载力，点IO(ImmediateOccupancy)、LS(LifeSafe—3)该建筑中部的电梯井和楼梯问形成楼板局ty)和cP(ss)(StructureStability)表示铰的能力水

8、部不连续的情况；平，分别对应于“直接使用”、“生命安全”和“防止倒4)由MIDAS—Building弹性计算结果可知，k(本塌”。层位移角与上层位移角的1．3倍及上3层平均位移角的1．2倍的比值中较大者)的最大值小于1．