01带有剪力墙(筒体)结构静力弹塑性分析方法与应用
设置支撑的框架-剪力墙结构的静力弹塑性分析
设置支撑的框架-剪力墙结构的静力弹塑性分析摘要：本文采用大型有限元软件SAP2000对某设置支撑的框架-剪力墙结构进行Pushover分析，分析表明，只要支撑设计合理，可以和连梁一样作为抗震的一道防线，在大震的作用下首先发生破坏，通过破坏耗能，吸收大量地震作用，同时，支撑的破坏也降低结构的整体刚度，减弱了地震作用。
从而大大提高了结构的抗震性能。
关键词：支撑，框架-剪力墙，Pushover分析，抗震性能一引言随着人们对结构体系研究的深入，带支撑的框架-剪力墙结构体系在结构抗震设计中得到推广和应用，该体系的主要特点是用框架和支撑代替框架-剪力墙结构中的某些剪力墙，并保证其总体抗侧刚度和原本的框架-剪力墙抗侧刚度相差不大，支撑可以灵活调整结构的局部刚度，并能有效的协调各部分构件的共同工作，而且方便控制塑性铰出现的部位，构成“强柱，中梁，弱连梁，弱支撑”等几道抗震防线[1]，保证结构具备足够刚度的同时也有良好的延性，完全满足规范要求的三水准目标，即使在罕遇地震的作用下，也可以通过支撑的屈服破坏耗能，同时也减少了结构的总体刚度，减弱了地震作用，使结构拥有良好的抗震性能。
本文通过对该类结构工程实例的静力弹塑性分析来了解设置支撑对框架-剪力墙结构的改善作用。
二工程介绍及模型建立1工程概况工程实例是位于盘锦市的某综合性建筑，平面形状是长方形，结构尺寸轮廓是57.6m×18.6m，具体柱网尺寸如下图1、所示。
结构总高度为97.4m，地下一层，地上24层，地下一层为停车库，层高为5.45m，1-3层为餐饮、商业区，层高为4.5m，4层为设备层，5层以上为办公及商业用房，层高为3.6m，24层以上还有两层造型屋顶，忽略不计。
支撑尺寸为220×20。
图1 结构平面布置图2建立模型本文采用SAP2000作为分析工具，各个构件主要采用以下各种单元：框架柱：采框架单元，指定PMM铰；框架梁：采用框架单元，指定弯曲铰M3铰；连梁：弯曲铰和剪力铰；剪力墙：分层壳单元，采用分层壳模拟其非线性。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析及应用
般 比较小 ， 容易发 生剪 切塑性 破坏 ， 因此 在其跨
中布置 剪切塑 性铰 ， 模拟 其剪切 非线性 ， 图 １中 如
（） 示。 ｂ所
（ ）框 架 梁 ａ （ ）连 梁 ｂ
Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ．Ｄ提供 了多 种单 元 类 型 ， 要包 Ｅ ＦＲ ３ 主
括 杆单 元 、 单元 、 梁 柱单 元 、 单元 、 墙 隔振器 单元 以
（ ） 梁 单 元 。在 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ－Ｄ 中对 连 梁 ２连 Ｅ ＦＲ ３ 进行 模拟 可 以采用 梁 单 元 和墙 单 元 两 种方 式 ， 建 议采 用梁 单元 ， 这样 可以简 化墙 单元 的划 分 ， 而且 更能 直观 体现 出连梁 的受力 变形 特性 。在采 用梁 单元 模拟 连梁 时 ， 由于剪 力 墙单 元 的节 点 不具 备 转 动 刚 度 ， 成 结 构 刚 度 偏 小 ，Ｅ Ｆ Ｒ ３ 的 造 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ－Ｄ 使用 说 明… 中建 议设 置嵌入 梁 （ｍ ｅｄｄｂａ ， ｉｂｄｅ ｅｍ） 来 连接连 梁与 剪力墙 ， 入梁 梁 宽 可取 连 梁 的 ２ 嵌 Ｏ
第２ ８卷第 ３期 ２ １ 年 ９月 ０１
土
木
工
程
与
管
理
学
报
Ｖ Ｉ２ ． ｏ ． ８ Ｎｏ ３
Ｊ ｕ ａ ｆ ｖｌＥ ｇｎ ｅｉｇａ ｄ Ｍａ ａ ｅ ｎ ｏ ｒ ｌｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｎ Ｃｉ ｎ
Ｓ ｐ ２ １ ｅ ．０ １
钢 筋 混 凝 土 剪 力 墙 弹 塑 性 分 析 及 应 用
万金国， 苗启松
（ 北京市建筑设计研究院 ， 北京 １０ ４ ） ０ ０５
摘
要： 介绍 了 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ ３ Ｅ Ｆ Ｒ 一Ｄ中各种单元 的弹塑性模 型， 对单 片剪力墙 和钢筋 混凝 土核心 筒的试验模 型进行
建筑结构静力弹塑性分析方法及其减震控制
二、静力弹塑性分析方法的实施 步骤
二、静力弹塑性分析方法的实施步骤
1、定义材料属性：静力弹塑性分析需要输入材料的弹性模量、泊松比、剪切 模量、密度等参数，以及材料的非线性应力-应变关系。
二、静力弹塑性分析方法的实施步骤
2、建立结构模型：使用有限元方法建立结构模型，包括几何形状、边界条件 和载荷条件。
建筑结构静力弹塑性分析方法
建筑结构静力弹塑性分析方法
建筑结构静力弹塑性分析方法的基本原理是在荷载作用下，结构产生变形， 并导致应力和应变的产生。通过考虑材料的弹性和塑性性能，可以得出结构的弹 塑性响应。具体的计算步骤包括以下几个步骤：
建筑结构静力弹塑性分析方法
1、建立结构的计算模型，并确定结构的材料参数和边界条件； 2、对结构进行静力荷载作用下的弹性分析，得出结构的弹性响应；
内容摘要
在进行静力弹塑性分析时，需要考虑多种荷载工况，例如自重、风载、地震 作用等。通过在MIDASGEN中设置相应的荷载工况，可以模拟高层建筑结构在不同 荷载作用下的响应。同时，还需要根据建筑结构的特点，选择合适的分析方法和 计算参数，例如静力弹塑性分析方法、屈服准则等。
内容摘要
在MIDASGEN中，可以通过输出位移、应力、应变等结果，对高层建筑结构的 静力弹塑性进行分析。通过与其他方法（如有限元方法、实验方法等）的比较， 可以发现MIDASGEN在分析高层建筑结构的静力弹塑性方面具有较高的对高层建筑结构进行静力弹塑性分析是可行的，并且能 够得出可靠的结果。在实际工程中，MIDASGEN可以为高层建筑结构的安全性和稳 定性评估提供有力的支持。在进行高层建筑结构的静力弹塑性分析时，需要注意 建模的准确性、参数设置的合理性、荷载工况的全面性以及结果分析的可靠性等 问题。通过不断改进和完善分析过程，可以进一步提高MIDASGEN在高层建筑结构 分析中的精度和效率。
静力弹塑性分析(Pushover分析)两种方法剖析
静力弹塑性分析(Pushover分析)■简介Pushover分析是考虑构件的材料非线性特点，分析构件进入弹塑性状态直至到达极限状态时结构响应的方法。
Pushover分析是最近在地震研究及耐震设计中经常采用的基于性能的耐震设计(Performance-BasedSeismicDesign,PBSD)方法中最具代表性的分析方法。
所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构的目标性能(targetperformance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。
Pushover分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不坏、中震可修的规范要求，然后再通过pushover分析评价结构在大震作用下是否能满足预先设定的目标性能。
计算等效地震静力荷载一般采用如图2.24所示的方法。
该方法是通过反应修正系数(R)将设计荷载降低并使结构能承受该荷载的方法。
在这里使用反应修正系数的原因是为了考虑结构进入弹塑性阶段时吸收地震能量的能力，即考虑结构具有的延性使结构超过弹性极限后还可以承受较大的塑性变形，所以设计时的地震作用就可以比对应的弹性结构折减很多，设计将会更经济。
目前我国的抗震规范中的反应谱分析方法中的小震影响系数曲线就是反应了这种设计思想。
这样的设计方法可以说是基于荷载的设计(force-baseddesign)方法。
一般来说结构刚度越大采用的修正系数R越大，一般在1~10之间。
但是这种基于荷载与抗力的比较进行的设计无法预测结构实际的地震响应，也无法从各构件的抗力推测出整体结构的耐震能力，设计人员在设计完成后对结构的耐震性能的把握也是模糊的。
基于性能的耐震设计中可由开发商或设计人员预先设定目标性能，即在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力，并使结构设计满足该性能目标。
结构的耗能能力与结构的变形能力相关，所以要预测到结构的变形发展情况。
所以基于性能的耐震设计经常通过评价结构的变形来实现，所以也可称为基于位移的设计(displacement-baseddesign)。
静力弹塑性分析方法与与动力弹塑性分析方法的优缺点
静力弹塑性分析方法与与动力弹塑性分析方法的优缺点Pushover）分析法1、静力弹塑性分析方法（Pushover）分析法优点：（1）作为一种简化的非线性分析方法，Pushover方法能够从整体上把握结构的抗侧力性能，可以对结构关键机构及单元进行评估，找到结构的薄弱环节，从而为设计改进提供参考。
（2）非线性静力分析可以获得较为稳定的分析结果，减小分析结果的偶然性，同时花费较少的时间和劳力，较之时程分析方法有较强的实际应用价值。
2、静力弹塑性分析方法（Pushover）分析法缺点：（1）它假定所有的多自由度体系均可简化为等效单自由度体系，这一理论假定没有十分严密的理论基础。
（2）对建筑物进行Pushover分析时首先要确定一个合理的目标位移和水平加载方式，其分析结果的精确度很大程度上依赖于这两者的选择。
（3）只能从整体上考察结构的性能，得到的结果较为粗糙。
且在过程中未考虑结构在反复加载过程中损伤的累积及刚度的变化。
不能完全真实反应结构在地震作用下性状。
二、弹塑性时程分析法1、时程分析法优点：（1）采用地震动加速度时程曲线作为输入，进行结构地震反应分析，从而全面考虑了强震三要素，也自然地考虑了地震动丰富的长周期分量对高层建筑的不利影响。
（2）采用结构弹塑性全过程恢复力特性曲线来表征结构的力学性质，从而比较确切地、具体地和细致地给出结构的弹塑性地震反应。
（3）能给出结构中各构件和杆件出现塑性铰的时刻和顺序，从而可以判明结构的屈服机制。
（4）对于非等强结构，能找出结构的薄弱环节，并能计算出柔弱楼层的塑性变形集中效应。
2、时程分析法缺点：（1）时程分析的最大缺点在于时程分析的结果与所选取的地震动输入有关，地震动时称所含频频成分对结构的模态n向应有选择放大作用，所以不同时称输入结果差异很大。
（2）时程分析法采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分，从而求得结构在地震过程中每一瞬时的位移、速度和加速度反应。
所以此法的计算工作十分繁重，必须借助于计算机才能完成。
浅谈静力弹塑性分析(Pushover)的理解与应用
浅谈静力弹塑性分析（Pushover ）的理解与应用摘要：本文首先介绍采用静力弹塑性分析（Pushover ）的主要理论基础和分析方法，以Midas/Gen 程序为例，采用计算实例进行具体说明弹塑性分析的步骤和过程，表明Pushover 是罕遇地震作用下结构分析的有效方法。
关键词：静力弹塑性 Pushover Midas/Gen 能力谱 需求谱 性能点一、基本理论静力弹塑性分析方法，也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种静力分析方法，在一定精度范围内对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析。
简要地说，在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力或侧向位移，单调加荷载（或位移）并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）即修改其刚度（或使其退出工作），进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到控制点达到目标位移或建筑物倾覆为止，得到结构能力曲线，之后对照确定条件下的需求谱，并判断是否出现性能点，从而评价结构是否能满足目标性能要求。
Pushover 分析的基本要素是能力谱曲线和需求谱曲线，将两条曲线放在同一张图上，得出交会点的位移值，同位移容许值比较，检验是否满足特定地震作用下的弹塑性变形要求。
能力谱曲线由能力曲线（基底剪力-顶点位移曲线）转化而来（图1）。
与地震作用相应的结构基底剪力与结构加速度为正相关关系，顶点位移与谱位移为正相关关系，两种曲线形状一致。
其对应关系为：1/αG V S a =roofroof d X S ,11γ∆=，图1 基底剪力-顶点位移曲线转换为能力谱曲线其中1α、1γ、roof X ,1分别为第一阵型的质量系数，参与系数、顶点位移。
该曲线与主要建筑材料的本构关系曲线具有相似性，其实其物理意义亦有对应，在初始阶段作用力与变形为线性关系，随着作用力的增大，逐渐进入弹塑性阶段，变形显著增长，不论对于构件，还是结构整体，都是这个规律。
需求谱曲线由标准的加速度响应谱曲线转化而来。
剪力墙结构的静力弹塑性分析
剪力墙结构的静力弹塑性分析【摘要】简述了静力弹塑性分析的原理，通过工程实例进行相关的对比和讨论。
【关键词】静力弹塑性分析；剪力墙结构；结构抗震性能评价；epda1、前言一般建筑结构的抗震设计都需要考虑结构的弹塑性行为。
由于时程分析法计算工作量大，结果处理繁杂，相比之下， pushover 法更方便于进行抗震设计。
尤其是上世纪 90年代以后，随着基于性能的抗震设计思想的提出和发展，pushover 方法得到了深入的研究和日益广泛的应用。
我国在新的建筑结构抗震设计规范中也引入了pushover方法。
利用pushover方法进行结构分析的优点在于：既能对结构在多遇地震下的弹性设计进行校核，也能够确定结构在罕遇地震下潜在的破坏机制，找到最先破坏的薄弱环节，从而使设计者仅对局部薄弱环节进行修复和加强，不改变整体结构的性能，就能使整体结构达到预定的使用功能。
对多遇地震的计算，可以与弹性分析的结果进行验证，看总侧移和层间位移角、各杆件是否满足弹性极限要求，各杆件是否处于弹性状态；对罕遇地震的计算，可以检验总侧移和层间位移角、各个杆件是否超过弹塑性极限状态，是否满足大震不倒的要求。
2、原理与实施步骤2.1 原理静力非线性分析方法是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法。
它是将静力弹塑性分析和反应谱相结合进行图解的快速计算方法。
其原理是使结构分析模型受到一个沿结构高度为单调逐渐增加的侧向力或侧向位移，直至控制点达到目标位移或建筑物倾覆为止。
基于结构行为设计使用pushover分析，包括形成结构近似需求曲线和能力曲线，并确定曲线交点。
需求曲线基于反应谱曲线，能力曲线基于静力非线性pushover分析。
在pushover分析中，结构受到逐渐增加的荷载作用，从而得到需求曲线和能力曲线的交点，即性能点。
由于性能点定义了结构的底部剪力和位移，因此通过结构在性能点的行为和现行规范进行比较，从而确定结构是否满足要求。
2.2实施步骤（1）准备工作：建立结构模型，包括几何尺寸、物理参数以及节点和构件的编号，并输入构件的实配钢筋以便求出各个构件的塑性承载力。
弹塑性弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用
弹塑性弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用
弹塑性分析方法是基于结构的材料和几何非线性性质进行建模和分析的。
通过将结构划分为弹性区域和塑性区域，可以更好地模拟结构在地震
荷载下的行为。
在分析中，通常假设结构的主要构件为弹性，而柱子、墙
体等容易发生塑性变形的构件为塑性。
通过这种划分，可以更准确地计算
结构的变形、应力和内力。
在进行弹塑性分析时，需要首先确定结构的塑性铰点。
塑性铰点是结
构中容易发生塑性变形的位置，通常位于柱子、墙体等受力较大的构件的
连接处。
通过在这些位置设定塑性铰点，可以更准确地模拟结构的塑性变形。
在分析过程中，需要使用弹塑性弹塑性分析方法，根据地震荷载的特
点进行模拟。
地震荷载是具有瞬时性和可破坏性的荷载，结构的响应通常
呈现出非线性和瞬时峰值现象。
弹塑性分析方法可以更准确地模拟地震荷
载作用下结构的非线性行为，并预测结构的瞬时峰值响应。
在进行弹塑性分析时，还需要考虑结构的能量耗散和恢复能力。
地震
作用下，结构的能量会被耗散，而恢复能力不足的结构容易发生破坏。
弹
塑性分析方法可以通过考虑结构的材料和几何非线性性质，更准确地估计
结构的能量耗散和恢复能力，从而提高结构的抗震能力。
弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用具有重要意义。
它可以更准
确地预测结构的变形、应力和内力，为结构的设计和改进提供准确的依据。
通过弹塑性分析方法，可以更好地评估结构的抗震能力和安全性，为地震
区的建筑物提供更稳固和可靠的保障。
高层建筑结构静力弹塑性分析的理论与应用研究
基本内容
摘要：
随着社会的快速发展和城市化进程的加速，高层建筑结构的设计与安全性显 得尤为重要。静力弹塑性分析方法作为一种评估结构在静力荷载作用下的弹塑性 响应的重要工具，在高层建筑结构设计中具有重要意义。本次演示阐述了静力弹 塑性分析的基本原理和流程，并通过实际工程案例，探讨了静力弹塑性分析在高 层建筑结构中的应用及其优越性。
为了帮助读者更好地理解和应用MIDASGEN进行高层建筑结构的静力弹塑性分 析，建议参考MIDASGEN用户手册和其他相关文献资料。这些资料将提供更详细的 信息和指导，帮助读者掌握MIDASGEN的分析功能和操作方法。
在实际工程实践中，还需要结合实际情况和专业知识进行具体决策。静力弹 塑性分析只是评估高层建筑结构安全性的一种手段，还需要综合考虑其他因素 （如结构设计、施工工艺、维护保养等）来确保建筑结构的长期稳定性和安全性。
在进行静力弹塑性分析时，需要考虑多种荷载工况，例如自重、风载、地震 作用等。通过在MIDASGEN中设置相应的荷载工况，可以模拟高层建筑结构在不同 荷载作用下的响应。同时，还需要根据建筑结构的特点，选择合适的分析方法和 计算参数，例如静力弹塑性分析方法、屈服准则等。
在MIDASGEN中，可以通过输出位移、应力、应变等结果，对高层建筑结构的 静力弹塑性进行分析。通过与其他方法（如有限元方法、实验方法等）的比较， 可以发现MIDASGEN在分析高层建筑结构的静力弹塑性方面具有较高的精度和可靠 性。
研究目的
本次演示的研究目的是对比研究高层建筑结构的静力与动力弹塑性抗震分析 方法，分析各自的优势和不足，并提出改进建议。通过对比两种方法的计算结果， 希望能够为高层建筑结构的抗震设计提供更为准确可靠的分析手段。
静力弹塑性分析方法及位移法的工程应用
第42卷第24期 山 西建筑Vol .42No .242 0 1 6 年 8 月SHANXI ARCHITECTUREAug . 2016• 29 ••结构•抗震•文章编号：1009-6825 (2016) 24-0029-02静力弹塑性分析方法及位移法的工程应用胡玉海(大连市建筑设计研究院有限公司，辽宁大连116021)摘要:介绍了静力弹塑性分析及位移法的实施步骤，并通过某超限工程实例，采用MIDAS /GEN 计算软件，对其进行了罕遇地震下静力弹塑性的计算和结果分析,得到一些结论，供设计人员参考。
关键词：静力弹塑性,MIDAS /GEN ,位移法,塑性铰 中图分类号:TU 313〇引言我国现行抗震设计规范以我国目前现有科技水平和经济能 力为前提，提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”三水准抗震设 防目标。
对于一般规则结构是以小震的弹性分析进行内力计算， 在遭遇大震时通过概念设计和抗震构造措施来满足大震不倒要 求。
近年来基于性能的抗震设计方法已在很多复杂工程中得以 应用，用静力弹塑性分析方法，可以分析构件在罕遇地震工况下 进人弹塑性状态时结构的响应。
1静力弹塑性分析及位移法的实施步骤1)建立结构弹塑性分析模型:分析模型在已满足小震弹性分析现行规范要求和结构构件满足承载力和正常使用要求条件，完 成混凝土构件的配筋。
2)施加竖向荷载:竖向荷载可以是初始的 重力荷载代表值或是施工模拟分析中的初始竖向荷载。
3)施加 水平荷载并求出能力曲线谱:每一步加载时，在水平荷载（罕遇地 震荷载）和结构自重等竖向力共同作用下，计算所有结构构件的 内力以及弹性和弹塑性变形，进而可以求出结构位移一加速度能 力曲线谱。
4)求出性能点:需求谱分为弹性需求谱和弹塑性需求S O -S 9-O -S 9-O -S S O -S 9-O -S S O -S 9-O -S 9-O -S S O -S 9-O -S 9-O -S S O -S 9-O -S S O -S 9-O -S 9-O -S化以这样一种载体融人到藏族民居中（堂屋如图4所示）。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法随着高层建筑和超高层建筑的不断涌现，结构安全性问题备受。
钢筋混凝土剪力墙作为建筑结构的重要组成部分，其弹塑性性能对整个结构的稳定性与安全性具有显著影响。
因此，对钢筋混凝土剪力墙进行弹塑性分析，对于保障建筑物的安全运行具有重要意义。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法是一种用于分析钢筋混凝土剪力墙在受力过程中弹性与塑性性能的方法。
该方法综合考虑了材料非线性、几何非线性和边界条件非线性等多方面因素，以准确预测钢筋混凝土剪力墙的承载能力、变形性能和破坏模式。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法基于弹塑性力学基本理论，通过有限元法或其他数值计算方法，对剪力墙的应力-应变关系进行模拟。
该方法能够真实反映剪力墙在受力过程中的非线性行为，揭示其微观机制与破坏模式。
与传统的弹性分析方法相比，弹塑性分析方法更为精确，能够更好地预测结构的实际性能。
在进行钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析时，首先需要建立合适的有限元模型。
模型应考虑剪力墙的几何形状、材料属性、边界条件以及加载条件等因素。
在建立好模型后，可采用合适的求解器进行求解，得到剪力墙在受力过程中的变形、应力、应变等结果。
以某高层建筑的钢筋混凝土剪力墙为例，采用弹塑性分析方法对其进行了模拟分析。
通过对其在不同工况下的应力、应变分布和破坏模式进行对比，发现该剪力墙在受力过程中的弹塑性行为和破坏模式与实际情况相符，表明弹塑性分析方法的有效性和准确性。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法是一种考虑了材料、几何和边界条件非线性的分析方法，能够准确预测剪力墙在受力过程中的性能和破坏模式。
通过采用该方法，结构设计人员可以更加合理地进行钢筋混凝土剪力墙的设计和优化，提高建筑物的安全性和稳定性。
因此，钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法在建筑结构设计中具有广泛的应用前景。
钢筋混凝土框架-剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式，具有良好的抗震性能和承载能力。
然而，在地震作用下，这种结构仍然可能发生破坏和倒塌。
静力弹塑性和动力弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用_张洪伟
金土木用户大会
一、静力弹塑性分析方法（Pushover）
金土木用户大会
Pushover分析在结构抗震分析中的应用
1、利用Pushover分析进行结构抗震性能评估 的基本思路。
2、框架、剪力墙的模拟。 3、模型的合理简化。 4、加载模式的选择及Pushover工况定义。 5、结果读取、性能评价。 6、需要关注的几个问题。
金土木用户大会结构性能评估根据pushover曲线和求得的性能点检查结构在性能点的基底剪力顶点位移并利用结构的最大层间位移角限值来评估结构在既定地震作用下的延性性能从而判断结构的抗震能力是否达到既定地震作用下的要求
金土木用户大会
静力弹塑性及动力弹塑性分析在结构 抗震分析中的应用
张洪伟
北京金土木软件技术有限公司
选择用于评估的地震水准
北京金土木软件技术有限公司
Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.
金土木用户大会
选择用于评估的性能水准
北京金土木软件技术有限公司
Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.
Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.
金土木用户大会
性能点
北京金土木软件技术有限公司
Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.
金土木用户大会
Ca、Cv参数确定
• Ca与Cv为UBC规范反应谱与中国规范反应谱转换参 数
静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用共3篇
静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用共3篇静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用1静力弹塑性Pushover分析方法是一种在高层建筑结构中广泛应用的结构分析方法，它可以用于评估建筑物的破坏机制和耐震性能，并为施工和维护提供有用的指导和建议。
本文将详细介绍该方法的原理和应用。
Pushover分析方法基于弹塑性理论，可以很好地模拟结构的非线性特性，并预测其塑性极限以及峰值位移。
该方法在分析中采用了非常简便的工具，比如一维曲线（Capacity Curve）和位移时程，因此可以更好地理解分析结果。
Pushover分析方法通常在进行性能评估时使用，其主要目标是确定结构的破坏机制。
该方法通常包括以下步骤：1.建立结构的有限元模型在进行Pushover分析之前，需要建立结构的有限元模型。
有限元模型必须准确地描述结构的几何形状、材料属性和边界条件。
通常情况下，有限元模型是由保密的BUILDING INFORMATION MODELING（BIM）或其他建模软件生成。
2.确定结构的荷载模型在确定荷载模型时，需要考虑结构所受的地震、风荷载和重力荷载等因素。
在进行Pushover分析之前，需要将自重和其它固定荷载先施加在结构上，然后再考虑施加的横向载荷。
3.确定分析属性分析属性是指用于模拟结构响应的材料模型、纵横向构型变化以及分析强度等因素。
静力弹塑性Pushover分析采用材料的弹性模量及屈服强度，在结构滞回曲线上用刚度和残余形变表达了结构的非线性本质。
4.进行Pushover分析进行Pushover分析时，需要使用一种称为Capacity Curve的曲线来描述结构的响应。
该曲线可以通过在结构中逐步增加侧向荷载来构建。
在每个荷载步长上，都会根据结构的强度、刚度和残留形变来计算结构的响应。
通过计算位移和弧度等参数，可以建立结构的Capacity Curve。
5.进行破坏模式分析通过Capacity Curve，可以确定结构的塑性极限和层间的响应状况。
基于建筑设计中静力弹塑性分析方法的应用
建材 发 展 导 向 ２ １ 年 ｏ ０１ ９月
基 于建筑设计 中静力弹塑性分析 方法 的应用
钟 曦
（ 州 省 建筑 设 计 研 究 院 ） 贵
摘 要： 本文通过探讨 ＭＩ Ａ Ｕ Ｌ Ｉ Ｇ结构 软件对 一个高层剪力墙结构进 行了静力弹塑性 分析 。 Ｄ ＳＢ ＩＤ Ｎ 表明了该方法可从层问位移角、 塑性铰分布及变形 等方面对结构进行综合 的量化评价 ， 并能揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节， 是实现基于性能设计的有效方法 。 关键词 ： 建筑结构 ； 静力弹塑性分析 ； 塑性 弹
黛
２ 结 果分析
图 １ 图 ２为 塔 楼 沿 ｘ轴 、 轴 方 向 的能 力 谱 方法 分 析结 果 。 中 ４条 、 Ｙ 其
红 线 对 应 阻 尼 比 为 ５ １％ 、５ ％、０ １％和 ２ ％的 罕 遇 地震 弹 性 需 求 谱 ， 线代 ０ 绿 表 进 行 了 折 减后 的真 实 弹 塑 性 需 求 谱 。蓝线 为 Ｐ ｓｏｅ 计 算 得 到 的 结 构 ｕｈｖｒ
ＭＩ Ａ Ｂ ＩＤ Ｎ Ｄ Ｓ Ｕ Ｌ Ｉ Ｇ根 据 Ａ Ｃ ４ Ｔ 一 ０中 的 能 量 等效 方 法 计 算 等 效 阻尼 比 。
第 ９ｔｐ 远小于极 限状态步骤 （６ｔｐ ， ｓ ， ｅ ２ ｓ ） 故满足 Ⅶ度大震抗震要求。经试 ｅ 算， ｙ向Ⅶ度半 （．５） Ｏ１ｇ 大震 （ 角＝ ．２ 时 ， ０７ ） 结构性 能点出现 在 ３ ｓ ｐ 顶 ２ｔ ， ｅ 部小塔楼层间位移角超过限值。 由此可见， 结构 Ｙ向抗震 性能优 于 ｘ向 抗震 性能。 下面 以 ｖ向地震力作用下为例， 分析 出铰顺序、 铰分布和结构损伤 图 ３为 Ｙ向罕遇地震作用 下， 对应各计算步骤 ， 框架 铰的出铰顺序 ， ５ 第 步骤对应罕遇地震性能控制点， 有相 当部分的梁塑性铰产 生。其中， 个别 梁 的塑性铰发展到 Ｉ Ｏ阶段一 即刻使用极 限状态。结构整体上处于塑性发 展阶段 的初期 。剪力墙混凝土受压损伤 的判断 中， 混凝土材料 的本构关 系采 用了 Ｇ ５ ００ ２ ０ 《 Ｂ ０ １ — ０ ２ 混凝 土结构设计规范》附录 Ｃ． １中提 供的单 ２ ． 轴 受 压 曲线 。应 变 等 级 用 于 定 义 混 凝 土 材 料 所 处 的 受 力 状 态 应 变 级 别 。 第 ｌ等 级 可 认 为 是 弹 性 状 态 ， ４等 级 可 认 为 是 开 裂 状 态 ， ３等 级 可 第 第 定 义 为 屈 服 状 态 ， ４等 级 可认 为 是 屈 服 后 状 态 ， ５等 级 可 认 为 是 极 第 第 限状 态 。 由图 ４可 知 ， 遇 地 震 性 能 点 时 ， 凝 土 受 压 仍 处 于 弹 性 状 态 。 罕 混 剪力墙混凝 土的受剪损伤和剪 力墙 钢筋的受力损伤 判断也得到类似 的 结果 。由对剪力墙损伤判断可知， 剪力墙在罕遇地震性能点仍处于弹性 阶段 。而梁在第 １ｔＤ即有个别粱 屈服， ｓ ｅ 结构满足梁先屈服耗能， 剪力墙 后 破 坏 的 先 后顺 序 。
结构静力弹塑性分析的原理和计算实例
结构静力弹塑性分析的原理和计算实例一、本文概述结构静力弹塑性分析是一种重要的工程分析方法，用于评估结构在静力作用下的弹塑性行为。
该方法结合了弹性力学、塑性力学和有限元分析技术，能够有效地预测结构在静力加载过程中的变形、应力分布以及破坏模式。
本文将对结构静力弹塑性分析的基本原理进行详细介绍，并通过计算实例来展示其在实际工程中的应用。
通过本文的阅读，读者可以深入了解结构静力弹塑性分析的基本概念、分析流程和方法，掌握其在工程实践中的应用技巧，为解决实际工程问题提供有力支持。
二、弹塑性理论基础弹塑性分析是结构力学的一个重要分支，它主要关注材料在受力过程中同时发生弹性变形和塑性变形的情况。
在弹塑性分析中，材料的应力-应变关系不再是线性的，而是呈现出非线性特性。
当材料受到的应力超过其弹性极限时，材料将发生塑性变形，这种变形在卸载后不能完全恢复，从而导致结构的永久变形。
弹塑性分析的理论基础主要包括塑性力学、塑性理论和弹塑性本构关系。
塑性力学主要研究塑性变形的产生、发展和终止的规律，它涉及到塑性流动、塑性硬化和塑性屈服等概念。
塑性理论则通过引入屈服函数、硬化法则和流动法则等，描述了材料在塑性变形过程中的应力-应变关系。
弹塑性本构关系则综合考虑了材料的弹性和塑性变形行为，建立了应力、应变和应变率之间的关系。
在结构静力弹塑性分析中，通常需要先确定材料的弹塑性本构模型，然后结合结构的边界条件和受力情况，建立结构的弹塑性平衡方程。
通过求解这个平衡方程，可以得到结构在静力作用下的弹塑性变形和应力分布。
弹塑性分析在结构工程中有着广泛的应用，特别是在评估结构的承载能力、变形性能和抗震性能等方面。
通过弹塑性分析，可以更加准确地预测结构在极端荷载作用下的响应，为结构设计和加固提供科学依据。
以上即为弹塑性理论基础的主要内容，它为我们提供了分析结构在弹塑性阶段行为的理论框架和工具。
在接下来的计算实例中，我们将具体展示如何应用这些理论和方法进行结构静力弹塑性分析。
剪力墙结构的静力弹塑性分析
顶点位移（ ｒ 啪） ４ ２ 其中 ，Ｂ ｋ为中梁 刚度 增大系数，Ｔ ｃ为周期折减系数
ｐ ｕ ｓ ｈ ． ｏ ｖ ｅ ｒ的计算 ，只有当 Ｔ ｃ ＝ １时，两者的 ． 基 底剪力和位移才较为接近 。Ｔ ｃ在 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 中的作用是考虑填充墙 的抗Ｓｔ Ｊ ￣ ｌ Ｊ 度对结构 自 振周期的影响， 这个 对比显示 口 ｕ ｓ ｈ ． ｏ ｖ ｅ ｒ 忽略 了这项因素 。简单 的修 正方法 是对求 出来的 周期乘上一个周期折减 系数，然后在用于结
果的整理。
图 ３ 某工程 Ｙ 向 ｐ ｕ ｓ ｈ — ｏ ｖ ｅ ｒ 分析成 果 图 ２ 某工程 Ｘ向 ｐ ｕ ｓ ｈ — ｏ ｖ ｅ ｒ 分析成果 ４ 、结论及问题讨论 图 ２中的结构反应 曲线未能穿过罕遇地 ４ ． １ 楼板 对梁 刚度的影响 － 震 （ ａ ｍａ ｘ ＝ ０ ． ７ ２ ）下 的反应谱 曲线 ，说 明结构 从 以上工程实例与 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 的对比结果 无法抵抗罕遇地震烈度 ， 结构应做适 当调整 。 可 以看 出 ，在 多 遇 地 震 下 ，当 Ｓ Ａ Ｔ Ｗ Ｅ 的“ 中 表 ２ 某工程 Ｙ向多遇地震 下结果 梁 刚度增 大系数” Ｂ ｋ ＝ｌ时，结构的 自振周期 程 序 Ｓ Ａ Ｔ 、 ７ ｌ ， Ｅ Ｅ Ｐ ＤＡ Ｓ Ａ ＴＷＥ与 ｐ ｕ ｓ ｈ ． ｏ ｖ ｅ ｒ 的结果基本一致 ，而 当 Ｂ ｋ ＝ ２ 时 ，ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 计 算 的 自振 周 期 比 ｐ ｕ ｓ ｈ ． ｏ ｙ ｅ ｒ 要短，说 明了 Ｄ ｕ ｓ ｈ ． ｏ ｖ ｒ 计算 中并 ｅ 基本周 期（ ｓ ） １ ． ６ ６ １ ． ７ ６ １ ． ７ ６ １ ． ７ ４ 未考虑楼板对梁刚度 的影响，程序 中也没有 提供相关的参数设置 ，建议 程序对此作进一 剪质 比 ３ ． １ ％ ３ ． ０ ％ ２ ． ６ ％ ２ ． ６ ％ 步改进 顶点位移 ３ ８ ４ ０ ３ ５ ３ ６ ４ ． ２周期折减系数 Ｔ ｃ的影响 （ 衄 ） 从 以上的对 比中， 还可 以看 出“ 周期折减 其 中 ，Ｂｋ为 中 梁 刚 度 增 大 系 数 ， Ｔ ｃ为 周期 系数” Ｔ ｃ的影响 ， 在多遇地震下 ， 当Ｔ ｃ ＜ｌ 时， 折减系数 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 计 算 的 基 底 剪 力 和 位 移 均 大 于
钢筋混凝土剪力墙结构的静力弹塑性分析
力钢筋混 凝土梁结构 的设计 中， 须考虑所 施加 预应 力大小 对梁 ［ ］ 刘宏伟 ， 必 ６ 张
伟 ， 惠平． 加力对 梁的动 力影响分析 ［ ］ 庄 预 Ｊ．
黑龙 江科技 学院学报 ，０２，２ ３ ：７３ ． ２０ １（ ）３— ９
［ ］ 熊学玉， ７ 王寿生． 外预应 力梁振动特性 的分析 与研 究 ［ ］ 体 Ｊ．
［］ 徐 ２
栋 ， 海帆． 项 体外预应力混凝土桥 梁非 线性 分析 ［ ］ 同 Ｊ．
第３ ８卷 第 ３ Ｏ期 ２０ １ ２年 １ ０月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＴＥ Ｔ ＨＩ Ｃ ＵＲＥ
山 西 建 筑
Ｖ０ ． ． １３８ Ｎｏ ３０
Ｏｃ． ２ １ ｔ ０２
・５ ・ ９
文章编号 ：０ ９６ ２ （ ０ ２ ３ ・０ ９ ０ １０ —８ ５ ２ １ ） ００ ５ － ３
ｙｉ） ｓ 程序 是一个完全三维的有 限元空 间弹塑性静 力分析程 序 ， ｓ 该 第一组 ， 特征周期为 ０ ４ ， ．５Ｓ多遇地震影响系数最 大值为 ０ １ ， ． ６ 罕 方法的基本原理是 ： 结构 简化 为一个 等效 单 自由度体 系 ， 将 计算 遇地震影 响系数最大值 为 ０ ９ 结构 的阻尼 比为 ５ 。 ．０， ％ 进行 弹塑性分析 时 ， 以去掉作为上部结构嵌 固端的地下室 、 可 将地 震作用简 化 为某 种水 平 荷载 模式 ， 并作 用 在结 构计 算 模 型 挡土墙及次梁等 次要构 件 … ， 一方 面可 以加 快分 析速 度 ， 一方 另 上； 运用荷载 以增量控 制进行 结构的非线性静力分析 ， 以结构顶点 面可 以避免 出现不 收敛的情 况。本 文对该实际工程进行适当简化， 是简便 可行的 ， 而且计算 精度 也较 高 ， 为工 程结构 的设 计提 供 了 ［ ］ 楼 梦麟 ， ４ 洪婷婷． 体外预 应力梁动力特性的分析 方法 ［ ］ 同 Ｊ．
静力弹塑性分析方法浅析及应用
静力弹塑性分析方法浅析及应用发表时间：2019-04-19T10:31:12.813Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：李建民[导读] 摘要：本文通过介绍Pushover静力弹塑性分析的原理，阐述了性能点的含义及Pushover分析方法的步骤。
上海市建工设计研究总院有限公司上海市 200235摘要：本文通过介绍Pushover静力弹塑性分析的原理，阐述了性能点的含义及Pushover分析方法的步骤。
并利用Pushover分析方法分析了一个框架-核心筒结构，可为相似工程提供参考。
关键词：Pushover；静力弹塑性分析1 静力弹塑性分析方法基本原理1.1 静力弹塑性分析方法的引进我国从《建筑抗震设计规范》（GBJ 11-89）版就提出了三阶段抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，说明我国规范正在逐步吸纳基于性能化设计的思想。
而在《建筑抗震设计规范》（GBJ 50011-2001）中引入的静力弹塑性推覆分析（Pushover）抗震技术，是对性能化设计分析方法的补充。
性能化设计根据结构所处的受力阶段，适宜采用的分析方法不尽相同。
结构在小震时处于线弹性阶段，可采用振型组合方法或弹性时程方法。
进入弹塑性阶段后分析变得复杂，这就需要一种能够较好的反映结构进入弹塑性阶段后的实际性能，又简单好用的分析方法。
于是，基于能力谱方法（Capacity Spectrum Method，简称CSM），美国的国家标准技术研究院NIST、应用技术委员会的ATC-40以及联邦应急委员会的FEMA273、274等文件引入了静力弹塑性分析方法。
1.2 静力弹塑性分析方法原理首先，静力弹塑性分析方法基于两个基本假定：（1）、实际结构的地震反应与某一等效单自由度体系的反应相关。
（2）、在地震过程中，不论结构变形大小，分析所假定的结构沿高度方向的形状向量都保持不变。
因为以上假定在理论上并不严密，所以静力弹塑性分析方法在使用时具有一定的局限性。
静力弹塑性分析方法及工程设计实例
静力弹塑性分析方法及工程设计实例【摘要】已建成和在建的建筑结构中，大量建筑结构需按现行规范进行弹塑性受力分析，利用PKPM的PUSH功能建立三维非线性有限元模型，对结构进行推覆分析，通过计算得到性能点处该结构的层间位移和层间位移角，找出结构的薄弱部位，分析结构构件的屈服和破坏规律，为工程结构设计分析提供参考。
【关键词】结构工程；静力弹塑性分析；PUSH-OVER；反应谱一、引言：《建筑抗震设计规范》（GB20011-2010）中规定：竖向不规则的建筑，其薄弱层应进行弹塑性变形分析；不规则且具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏的建筑结构，应进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。
静力弹塑性分析即为非线性分析，包括PUSH-OVER，PUSH-OVER是一种相对简单易行的方法，被逐步推广使用。
二、静力弹塑性分析方法1、基本概念静力弹塑性分析方法（PUSH-OVER）是对结构施加水平静力荷载（以一定的形式沿高度分布），计算内力和变形，逐级增加水平荷载直至一定的状态后终止计算。
该结构终止状态可选取目标位移或者是结构的倒塌状态。
目标位移即是一定（大震、中震、小震）地震作用下，结构的位移反应，可以用结构顶点位移代表结构整体动力反应大小的总体评价。
目标位移的计算方法有：1）单自由度（SDOF）方法：将多自由度结构等效为单自由度结构，对单自由度结构进行进行弹塑性动力反应分析，将分析计算结果换算出结构顶点目标位移。
2）反应谱法：将结构的反应谱曲线转化为谱加速度和谱位移关系曲线并修正，得到结构在地震作用下的需求曲线，确定目标位移。
3）弹性动力分析：对于中、长周期规则结构，在一般情况下，≈，即结构弹性分析和弹塑性分析得到的结构顶层位移相近，因此，可以用结构的弹性时程分析估计结构的顶点位移。
2、分析过程1）水平力分布对于高层结构，要给定静力弹塑性分析时水平荷载沿建筑高度的分布形式，模拟地震作用的水平荷载的分布形式将影响到分析的精确程度。
带有剪力墙_筒体_结构静力弹塑性分析方法与应用
第36卷第7期建 筑 结 构2006年7月带有剪力墙(筒体)结构静力弹塑性分析方法与应用汪大绥 贺军利 芮明倬 盛峰 刘明国(华东建筑设计研究院有限公司 上海200002)[提要] 按照弹塑性性能等效、内力等效的原则,介绍了一种采用/等效柱0代替框剪结构中的剪力墙进行静力弹塑性分析的新方法,从而能够按照柱单元的塑性铰来模拟实际结构中剪力墙的塑性性能,并在实际工程中得到了应用,获取了静力弹塑性分析中剪力墙的各种有用的信息,其中包括层间位移、塑性铰出现的先后顺序、位置,以及塑性铰破坏的类型和破坏的程度等。
结果表明,该方法是目前对带有剪力墙(筒体)结构进行静力弹塑性分析的有效方法。
[关键词] 剪力墙 筒体 等效柱 静力弹塑性分析Method and Application of Static Elasto 2plastic Analysis (Pushove r Analysis )for Structure s with She ar Wall (Tube S tructure )P Wang Da sui,He Junli,Rui Mingz huo,Sheng Feng,Liu Mingguo(East China Arc hitectural De sign &Re se arch I nstitute C o.,Ltd.,Shanghai 200002,C hina)Abstrac t :The ne w me thod of the sta tic ela sto 2plastic analysis (Pushove r analysis)is re vie we d fo r struc tures with shear w all (tube structure),in whic h the shea rwall is replac ed by equivale nt c olu mn based on the equiva le nt principal of the inelastic respo nse and inte rna l f orce s betwe en the shea r wall and e quivalent c olum n.The inelastic re sponse of shear wall is m odeled by plastic hinge of c olum n ele ment.This me thod is a pplied to many str uc tures,and the usef ul results about shea r walls a re a cquired,inc luding sto ry drif t,the sequence,loca tion,f ailure m odes and dam age le vels of pla stic hinge s produce d.It has bee n prove d tha t the method is ef fe ct f or elasto 2pla stic a nalysis of struc ture s with shear wall(c ore w all).Keywords :shea r wall;tube structure;equivalent c olu mn;static elasto 2plastic analysis0 前言近年来要求采用静力弹塑性分析(PushoverAnalysis)方法进行大震分析的工程逐渐增多,原因有以下两方面:一是超限高层建筑的不断增加,根据超限高层抗震审查报告要求,需要进行大震下的计算;其次,由于结构软件的不断发展,有些程序增加了这部分功能,具有代表性的程序有E TABS 和SAP2000等。