基于pushover分析的建筑结构抗震性能评价方法研究
某超限高层基于PUSHOVER的抗震性能评价
【 关键词】 Ｐ Ｕ Ｓ Ｈ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ分析方法； 抗震性能； 静力弹塑性
况用于模 拟 结 构 实 际质
Байду номын сангаас
钢管 混凝 土柱 ， 采用 钢梁 （ 钢桁 架 ） 和钢管 混凝 土 柱构 成框
架， 与简体共 同组 成抗 侧力 体系 ， 同时利用 ３ １层及 ４ ８层避 难层作 为加 强层。根据抗震规范要求 ， 本工 程属于超 限高层 建 筑须 进行 结 构 抗 震 可 行 性 论 证 ， 本 文采 用 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ Ｇ Ｅ Ｎ Ｖ ８ ． ０对该工程进行 了比较深 入 的静力 弹 塑性分 析 ， 为 后续 结构设计 工作 提供了详细 的指导 。
ｔ ａ 效 应 一 共 设 定 了 ８个 Ｐ Ｕ Ｓ Ｈ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 分 析工 况，
ｃ ｏ — ， Ｊ ∞ ｌ ａ ８ 《一 芒 Ａ ∞
Ｓ
作者研究的课题 。本 文针 对某 超 限高层 办公楼 的抗 震设 计
进行了研究分析 。
ｌ 工 程 概 况
某沿海地 区高层建筑 ， 地下 ２层 ， 地上 主楼 ５ ８层 ， 裙楼 ４ 层， 屋 面建筑 总高 ２ ５ ０ ． ８ ０ ｍ。地 下建 筑面积 ３ １ ４ ０ ３ ｍ ， 地上
挥的最 大 内力 以及最 大
挑战 。同时 ， 相 比以前 ， 我 国现 行 的结 构设 计规 范对 结构 性
能也提出更严的要求 。在实现建筑 师的预期 目标 的同时 ， 如 何评估和保证其在地震作 用下 的可靠性 ， 是众 多结 构抗 震工
基于Pushover 分析的RC框架结构抗震性能研究
基于Pushover 分析的RC框架结构抗震性能研究摘要：该文在理论分析的基础上确定某RC框架结构抗震性能，基于开源模拟平台OpenSees利用Pushover分析方法对该RC框架结构的抗震性能进行分析，以确定结构薄弱部位，并为结构设计提出参考意见。
关键词：OpenSees Pushover RC框架结构抗震性能薄弱部位1 结构静力非线性弹塑性分析方法结构静力非线性弹塑性分析即Pushover[1]分析是一种基于性能的抗震分析方法，它按照一种水平加载方式，对结构施加单调递增荷载直到将结构推至一个给定的目标位移或结构呈现不稳定状态为止，来分析结构进入非线性状态时的反应，从而判断结构及其构件的变形和受力是否满足设计要求，可以清晰地反映结构在强震作用下各方面的性能，尤其是对反应以第一振型为主的结构，并且还能够很好的反映出结构的整体变形和局部的塑性变形机制，且相对于结构动力非线性分析使用更为简单，易为广大工程人员掌握。
2 利用OpenSees分析平台建立结构分析模型OpenSees的全称是Open System for Earthquake Engineering Simulation[2]，即地震工程模拟的开放体系，它是用于结构系统及岩土系统地震反应模拟的一个较为全面的且不断发展的开放式地震工程模拟程序体系，于1997年，由美国国家自然科学基金（NSF）资助、太平洋地震工程研究中心（Pacific Earthquake Engineering Research Center，简称PEER）主导、加州大学伯克利分校为主研发而成的。
针对本文的钢筋混凝土框架结构，分析时混凝土材料本构模型采用Concrete01 Material，钢筋本构模型采用Steel02 Material。
截面模型采用Fiber Model，单元模型采用基于柔度法的NonlinearBeamColumn，该单元允许刚度沿杆长变化，通过确定单元控制截面各自的截面抗力和截面刚度矩阵，按照Gauss-Lobatto积分方法沿杆长积分计算出整个单元的抗力与切线刚度矩阵。
结构抗震静力弹塑性分析方法(Pushover)的研究与改进的开题报告
结构抗震静力弹塑性分析方法(Pushover)的研究与改进的开题报告一、研究背景随着建筑结构设计的发展，抗震设计成为其中的重点和难点。
为了保障建筑安全，结构的抗震能力得到了越来越广泛的重视。
在结构抗震设计中，抗震静力弹塑性分析方法（Pushover）已经成为全球广泛使用的一种分析方法。
该方法根据结构某一方向施加分布荷载，通过对结构力学性能的分析，评估结构抗震能力。
二、研究目的与意义随着现代建筑的不断发展，建筑的结构形式日益复杂。
在这种情况下，传统的计算方法已经不能满足抗震设计的需求。
因此，本研究旨在对抗震静力弹塑性分析方法进行研究和改进，扩充其适用范围，提高其计算精度和效率，以更准确地评估结构的抗震能力。
三、研究内容1. 国内外相关研究的调研和综述，对Pushover分析方法的基本原理和步骤进行总结和阐述。
2. 提出一种结构抗震静力弹塑性分析方法的改进方案，探讨在模型参数、荷载模拟、材料本构关系等方面的改进思路。
3. 基于实际工程，使用所提出的改进方法对不同类型的建筑结构进行抗震分析，评估其抗震能力。
4.设计和编写Pushover分析方法改进程序，验证改进方案的正确性和有效性。
四、预期成果和考核指标本研究旨在对抗震静力弹塑性分析方法进行改进研究。
主要的预期成果包括：1.提出一种结构抗震静力弹塑性分析方法的改进方案，改进方案应能够在某些方面比传统的方法更加准确和高效。
2.通过实际工程评估所提出的改进方法的优缺点，验证其适用性和实用性。
3.设计和编写Pushover分析方法改进程序，展示改进方案的正确性和有效性。
预计的考核指标包括：论文的质量、研究方法是否合理、研究成果是否能够达到预期目标、研究结果的可重复性和实用性。
五、研究步骤与进度安排1.查阅相关文献，了解国内外关于结构抗震静力弹塑性分析方法的研究现状和进展，设计改进方案。
预计用时2周。
2.对所提出的改进方案进行模拟，并对改进方案中涉及的各项参数进行详细分析研究。
基于Pushover分析方法的双柱桥墩抗震性能评估
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｄｏｕｂｌｅｃｏｌｕｍｎ ｐｉｅｒｓｂａｓｅｄｏｎＰｕｓｈｏｖｅｒａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ
ＢＡＯ Ｌｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＳＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｗｅｉ，ＹＥＸｕｅｆｅｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６８，Ｃｈｉｎａ）
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第 ２期
包龙生，等：基于 Ｐｕｓｈｏｖｅｒ分析方法的双柱桥墩抗震性能评估
平力在扭转不规则构件时的分布模式进行了系统 分析．该方法具备了一些其他地震分析方法所不 具有的优点，比如实用性强、简单易操作等，因而逐 渐成为结构基于性能抗震设计方法的主体内容．本 文参照沈阳市某大桥桥墩采用有限元软件 Ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ对其进行建模，采用 Ｐｕｓｈｏｖｅｒ分析方法［５］对 双柱框架桥墩进行抗震分析，并对其抗震性能进 行综合评估．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄａｍａｇｅｓｔａｔｅｓａｍｏｎｇｔｈｅｎｏｄｅｓｏｆｄｏｕｂｌｅｃｏｌｕｍｎｐｉｅｒｓｕｎｄｅｒｓｅｉｓｍｉｃａｃｔｉｏｎ， ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｏｆｐｌａｓｔｉｃｈｉｎｇｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｄｏｕｂｌｅ ｃｏｌｕｍｎｐｉｅｒｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ａ ＰｕｓｈｏｖｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｏｕｂｌｅｃｏｌｕｍｎｐｉｅｒｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈｔｈｅＰｕｓｈｏｖｅｒ ｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｒｉｄｇｅｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｐｌａｓｔｉｃｈｉｎｇｅ，ｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈ ｔｈｅＭｉｄａｓＣｉｖｉｌｓｏｆｔｗａｒｅ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｐｌａｓｔｉｃｈｉｎｇｅｏｆｍｏｄｅｌｐｉｅｒｓｉｓ３０ｃｍ，ｔｈｅｆｉｒｓｔ ｄａｍａｇｅｐｏｉｎｔｏｆｐｉｅｒｓｏｃｃｕｒｓａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍ ｏｆｒｉｇｈｔｐｉｅｒ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｏｒｃｅｏｆｐｉｅｒｓｒｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ ｄａｍａｇｅｉｓ３５１７ｋＮ，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｐｉｅｒｓｉｓ７８ｍｍ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄｏｎＰｕｓｈｏｖｅｒｃａｎｒｅａｌｌｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｄａｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｉｅｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｑｕａｓｉｓｔａｔｉｃｌｏａｄ，ａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄ ａｓｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｏｕｂｌｅｃｏｌｕｍｎｐｉｅｒｓ．
基于Pushover方法的中小学砌体结构抗震性能评估
收稿 日期 ：２ １ ０ ０ ０— ８—１ ２ 基 金项 目：国家 自 然科学基金项 目（０ ７ １９ ；陕西省抗震救灾专项 ；西安建筑科技大学人才科技基金项 目（ Ｃ ０ ３ ５ ７ ８４ ） Ｒ １３ ）
作者简介 ：王秋维 （９ ２一 ， ，陕西礼泉人 ，博士 ，主要从事混 凝土结 构及 其抗震研究 ． － ａ ：ｗ ￣ ８ ５ ｉ ． ｏｔ １８ ） 女 Ｅ ｍ ｉ ｑ Ｏ １＠ｓ ｅ ｃ ｉ ｌ ｎ ｌ
上 ，提出其基 于 Ｐ ｓｏｅ 分析 的抗 震性能 评估方 ｕｈｖｒ 法 ，并采用等代框架模 型对一具体 中小 学砌体结
构 进行抗 震性 能评 估 。
（湖 始 对称模 型 ａ
／
Ｉ ． ｂ Ｉ
（） 进模型 ｂ改
１ 砌 体 结构 的非 线 性 分 析 模 型
对于砌 体结构而 言，空 间杆 系模 型是将墙 体 等效为框架杆单 元 ，并利西安 ７０５ ） １０ ５
摘
要 ：针对 中小学砌体结构教 学楼 的受力 特点 ，提出横墙 和开洞纵墙 的等代框 架模型 ，分 析了模型 的抗 弯、抗
剪和轴 向刚度计算 方法 ；结 合国内外 对钢筋混 凝土结构性能水平的划分 标准 ，将砌体 结构 的性 能水平划分 为正常
计 算 结构 的 弹 塑 性 刚度 ，其 较 层 问 和 层 间 一杆 系
等代框架的刚度计算模型如图 ２所示 。按照刚 度相等的原则 ，其抗弯 、抗剪 和轴 向刚度 大小可 分别通过式 （ ） ３ 来求解 ，在计算过程中，柱 １ ～（ ）
截 面积 Ａ 斜撑 截 面积 Ａ 和惯 性 矩 Ｉ等值 通 过 构 ｃ
２期
王秋维 ，等 ：基于 Ｐ ｓｏｅ 方法的中小学砌体结构抗震性能评估 ｕｈｖｒ
基于pushover分析RC框架结构体系抗震可靠度计算
体系可靠度研究采用的是失效模式法 ， 这种方法关键在 于找 寻结构的失效模式或失效机构 。寻找失效模式 的方法大致有
两种 ， 一种是基 于失效树失效 图建立 的 ， 另一种 是荷载增 量 法ｆ ２ ） 。由于结构体 系包 含太多不确定因素 ， 因而无法得 到一个
精确 的可靠度数值 ， 所以体系可靠度计算方法大多采用近似
第１ ２期（ 总第 １ ８ ８ 期）
试 验研 究■
基于 ｐ ｕ ｓ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ 分析 Ｒ Ｃ框架结构体系抗震 可靠度 计算
唐 巍 。 刘先勇 ， 杨春侠 （ １ ． 长沙理工 大学土木与建筑学院， 湖南 长 沙 ４ １ ０ １ １ ４ ； ２五 河县住建局 ， 安徽 蚌埠 ２ ３ ３ ３ ０ ０ ）
Ｐ ｕ ｓ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ 结合起来 ， 考虑地震作用与结构的随机性 ， 但相对来
概率 要 比其他的要大 ， 所以结构上最后一个塑性铰 出现时 的
状态 即可等效于结构最终破坏 的塑性铰状态 ， 而最后 出现失
说， 分 析计算过程 比较复杂 ， 相关因素考虑得不全面 ， 计算 效
率较低 ， 不便于实 际工程 的应用。
的方法 ， 主要方法有 区间估计法和 Ｐ Ｎ Ｅ Ｔ法Ｉ ３ ］ 。
由于体系可靠度理论 还不成熟 以及地震 作用下 结构体 系反应 复杂 ， 目前还不能得到明确的结构失效概率 。因此关 于结构体 系抗震可靠度没有形成 固定 、 精确 、 简便 ， 实用的计 算方法 。随着基于 陛能与基于位移 的抗震设计越来越受到重 视， Ｐ ｕ ｓ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ 分析被广泛运用于结构抗震性能评估当中。 欧进 萍等 考虑 结构抗力 和地 震作用 的随机性 ， 提出 了评估 结构
Pushover分析在建筑工程抗震设计中的应用.doc资料
P u s h o v e r分析在建筑工程抗震设计中的应用.d o cPushover分析在建筑工程抗震设计中的应用TU352.104 B66Pushover分析的原理和实现方法1.1 概述基于性能的抗震设计师建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是：使抗震设计从宏观定性的目标想具体量化的多重目标过度，业主（设计者）可选择所需的性能目标；抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证。
有利于针对不用设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施，有利于建筑结构的创新。
基于性能的抗震设计理论是抗震设计理论的又一次重大变革，是一种发展方向。
作为抗震性能分析的重要方法之一，Pushover分析将非线性静力计算结果与弹性反应谱紧密结合起来，用静力分析的方法来预测结构在地震作用下的动力反应和抗震性能，在基于性能的勘正设计中，得到了广泛的研究与应用。
1.1.1 结构性能的检查方法为了分析建筑结构在给定水准地震作用下的性能，可以采用的分析方法有：静力弹性分析、动力弹性分析、非线性静力弹塑性分析、非线性动力弹塑性分析。
前面两类分析方法是目前广泛采用的、简便易于实施的分析方法，比如倭国规范中详细规定的底部剪力法、振型分解反应谱法及弹性时程分析方法。
然而，这些常规的分析方法无法反映建筑结构在强震作用下的弹塑性受力性能。
于是，非线性弹塑性分析相关理论的研究引起了广大科研工作者的重视。
非线性动力弹塑性分析，比如动力弹塑性时程分析，虽然被认为是一种非常可靠的分析方法，但是由于其分析技术复杂、计算工作量大，通常用于理论研究中，在工程界的应用尚不普及。
不过，一些优秀的抗震性能评估软件，比如Perform-3D，已实现讲这一复杂分析技术应用于工程实践中。
非线性静力弹塑性分析，即Pushover分析，是近年来较为流行的结构抗震性能评估方法，也是本书介绍的重点。
Pushover分析的有点在于：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，找到相应的薄弱环节，从而使设计者可以对局部薄弱环节进行修复和加强，是整体结构达到预定的使用功能。
基于推覆分析的抗震性能评估研究
基于推覆分析的抗震性能评估研究收稿日期:2007204213作者简介:薛锋标(19722),男,工程师,一级注册结构工程师,宁波市房屋建筑设计院,浙江宁波 315000薛锋标摘 要:介绍了推覆分析法的基本原理及其步骤,通过建立荷载—位移曲线,对结构抗震能力进行了分析评估,并阐述了其计算步骤,指出推覆法是一种有效的基于性能的抗震分析方法,但有一定的局限性,该文的研究为推覆分析法的进一步完善提供了基础。
关键词:推覆法,抗震性能,需求谱,反应谱中图分类号:TU352.11文献标识码:A 推覆分析法,又称Pushover 法,是一种静力非线性分析方法,是将沿建筑高度作用某种规定分布形式的侧向力,静态,单调作用在结构计算模型上,逐渐增加侧向力,直到结构位移达到规定值或结构达到破坏。
我国新的抗震规范已把Pushover 法和动力弹塑性方法并列为罕遇地震作用下结构抗震变形验算的基本方法。
在强震作用下,结构处于弹塑性状态,目前的承载力设计方法不能有效地估计结构工作性能,非线性静力分析可以估计结构和构件的非线性变形,比承载力设计更接近实际。
非线性静力分析一般分两个步聚:1)建立荷载—位移曲线;2)结构抗震性能的评估。
A TC 240采用承载力谱法(Capacity Spectrum Method )。
这种方法都以弹性反应谱为基础,将结构化为等效单自由度体系。
因此,它主要反应结构第一周期的性质,当较高振型为重要时,如较高的高层建筑和具有局部薄弱部位的建筑,采用非线性静力分析方法要受到一定的限制,可以用推覆法计算得到各层层间力—位移骨架曲线配以合适的恢复力模型,再结合时程曲线计算各层的层间位移。
1 荷载—位移曲线的建立作用在结构高度方向上的荷载分布形式,应能近似地包络住地震过程惯性力沿结构高度的实际分布,当进行三维分析时,荷载在水平方向上的分布能模拟每一楼层横隔板上惯性力的分布,侧向力一般有以下几种:1)均布分布形式,这种形式是考虑侧向荷载同每一楼层上的总重量成正比。
基于Push—over的异质混凝土结构抗震性能分析
２．不 规则 结构 Ｐｕｓｈｏｖｅｒ性能 分 析 不规 则建 筑 的 类 型各 异 ，其在 意 外 荷载 作 用下 的动 力 响应具 有 不 确定 性 ，通 常需 要 采 用非 线性 分 析方 法进 行分 析 。Ｐｕｓｈｏｖｅｒ分 析是 一种 非线 性 静力 分 析方 法 ，通 过在 结 构侧 面 沿 其高 度 按 照一 定形 式
３６
钢筋 混 凝土 结构 办公 大 楼 。梁 、柱 、楼板 的混凝 土 强 度 均 为 Ｃ３０，容 重 ２７ ｋＮ／ｍ ， 纵 筋 和 箍 筋 使 用 ＨＲＢ４００或 ＨＲＢ３３５，容重 ７８ ｋＮ／ｍ 。图 １为平 面 不 规 则结 构 三维 模 型 ，平 面 为 Ｌ形 ，主 梁 与 次 梁 间 隔 布 置 ，主体 ３ｘ８跨 ，局 部增 加两 跨 。纵 向及 横 向跨 度 均 为 ７．２ ｍ，首 层层 高 ５．１５ ｍ，其 他楼 层 ４．２ ｍ。根 据 我 国建 筑抗 震设 计 规 范 ，该 建 筑 属 于平 面 凹 凸不 规 则 。
ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ ＳＡＦＥＴＹ
施 加 水 平侧 向力 ，并 不 断 增 加 荷 载 ，直 到 结 构 中最 大 位移 达 到 目标 位 移 ，或结 构失 效 。这 种 方法 可 以 用 来模 拟结 构 在水 平地 震作 用 下 的响 应 ，从 而 评估 结 构 的 抗震 性 能 ，并 通 过 分 析 结果 ，发 现 结 构 中的 易 损部 分 ，从 而 对其 进行 改 造 。研 究采 用 的分 析 软 件 为 ＳＡＰ２Ｏｏｏ＿５］。
【关键 词 】平 面 不规 则 混凝 土 结构 抗 震性 能 ｐｕｓｈｏｖｅｒ 塑性铰
【中 图分 类号 】ＴＵ３５２．１１
8 工程结构抗震设计主要分析方法 - 3(pushover分析)
水平荷载分布模式
Fi Wi i1
W
i i 1
n
Vb Fi old
i1
Фi1为结构第一振型对应于第“i”层的值；Vb为上 一步计算中得到的结构基底剪力；Fiold为上一步计算的 第“i”层的层间力。 考虑多个振型时采用SRSS方法进行振型组合，按振 型参与系数进行比例化。每层的侧向力增量按下式计算：
Fi Wi hik Wi hik
i 1 n
Vb
式中，Wi、hi分别为第i层的楼层荷载代表值和层高，k为力的 形状控制参数，是结构基本周期的函数：
1.0 k 1.0 (T 0.05) / 2 2.0 T 0.5s 0.5s T 2.5s T 2.5s
层间位移角，构件的变形、材料应力等；还可以得到结构的开 裂屈服记录，把这些性态参数与结构在一定的性态水准下所要 求的能力进行对比，从而可以估计结构在地震作用下，是否满 足一定的性态要求）。
两个关键点：水平荷载分布模式、目标位移的确定 5
水平荷载分布模式
（1） 均匀分布荷载模式（Uniform Distribution） 这种分布模式认为侧向力沿结构的高度是均匀分布， 不考虑每层结构重量的不同，进行Pushover分析时，每 一步施加在楼层的侧向力由下式确定：
Fi Vb / N
式中，△Vb为每一步施加荷载时结构的基底剪力，由结 构总的基底剪力除以总的加载步数给出；N为结构的总 层数。
6
水平荷载分布模式
（2） 倒三角形分布（Inverse Triangular Distribution or Linear Distribution） 这种分布模式认为荷载沿高度为线性分布，每一步施 加于楼层“i”的侧向力为：
采用Pushover分析方法的抗震评估
文章编号:1009 6825(2009)08 0093 02采用Pushover 分析方法的抗震评估收稿日期:2008 10 20作者简介:杨益波(1983 ),男,助理工程师,中交一公局第三工程有限公司,北京 101102黄 杰(1981 ),男,兰州交通大学土木工程学院硕士研究生,甘肃兰州 730070杨益波 黄 杰摘 要:指出静力弹塑性(Pushover)分析方法目前已经成为对已有和新结构进行抗震性能评估常用的方法,对Pushover 分析方法的分析目的,目标位移以及横向荷载的确定进行了简单的介绍,以进一步推广该分析方法的应用。
关键词:Pusho ver ,地震,性能评估,目标位移中图分类号:T U 352.1文献标识码:A在最简单的情况下,结构抗震设计可以看成是一个两步走的过程。
第一步通常也是最重要的一步,是要建立一个有效结构体系的概念,即要设定所有重要的抗震性能目标,从适用性的角度考虑到生命安全以及防止倒塌。
设计过程的第二个步骤应该包括所有重要性能水准需求和能力的评估,这就要求确定重要的能力参数和规定这些参数的接受值以及采用地震动进行的需求预测。
合适的能力参数及其可接受值,还有需求预测所采用的合适方法都将依赖于有待评估的性能水准。
1 Pushover 分析的目的Pushover 分析的目的是通过采用静力非线性分析的方法来估计结构在设计地震下的强度和变形能力,并评价一个结构体系的期待性能,同时将需求结果同我们所关注的性能水准阶段的有效能力进行对比。
评估是基于一系列重要评估参数基础上的,包括整体位移,层间相对位移,构件的非线性变形,构件之间的相对变形,以及构件和构件之间的连接力。
Pushov er 分析可以看作是一种预测地震力和需求变形的方法,它采用一种近似的方式来说明当结构遭遇惯性力而不能再维持在弹性变形阶段时出现内力重分布的情况。
我们期待Pushover 分析给我们提供静力线性分析和动力分析所不能提供的许多关于响应特性的信息。
基于Pushover法的剪力墙结构抗震性能分析
ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ＥＰ ＤＡ＆ Ｐ ＵＳＨ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ
形成 倒 塌 ， 以此来 推 断在未 来 可能 的大震 作用 下 ， 结
摘 要 ： 结合 中国建筑科 学研 究院研发 的 Ｅ Ｐ ＤＡ＆Ｐ ＵＳ Ｈ 模 块 对 静 力 弹 塑性 分 析 法 （ Ｐ ｕ ｓ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ ） 作
了详 细 的介 绍和深 入 的分析 ． 以高层 剪 力墙 结构 为例 ， 对建 筑物 的 和 方 向分 别栗 用 ４种 水平加 栽模 式 ， 即均 布加 载 、 倒 三 角加 载 、 振 型组 合加 载和 自适应 加 载 ， 在 对 ４种 情 况 分析 比较 的 基础 上 ，
ｗｅ ｒ ｅ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｆ ｏ ｕｒ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｏａ ｄ ｐａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎｓ ，ｎ ａ ｍｅ ｌ ｙ ｕｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎｇ，ｉ ｎ ｖｅ ｒ ｔ ｅ ｄ ｔ ｒ ｉ ａ ｎｇ ｌ ｅ ｌ ｏａ ｄｉ ｎ ｇ，
第２ ４卷
第 ２期
淮 海 工 学 院学 报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ａ ｉ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ． Ｉ ｎ ｈ ｉ ｇｈ － ｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ｈｅ ａ ｒ ｗａ ｌ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｆ ｏｒ ｅ ｘ ａ ｍ ｐｌ ｅ， ｔ ｈｅ ａ ｎｄ Ｙ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｂ ｕｉ ｌ ｄ ｉ ｎｇ
基于Pushover方法分析的受腐蚀钢筋混凝土柱抗震性能评价
动
与
冲
击 Vol． 31 No． 10 2012
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
基 于 Pushover 方法分 析 的 受腐蚀钢筋混凝土柱抗震 性 能评价
corro
其中: 受腐蚀钢筋的 面 积 为 A scorro = A' scorro = A s ( 1 － ρ ) ， A s 为钢筋未腐蚀时的面积。 按上面公式计算荷载 － 变形曲线的步骤如下: ① 选 定 混凝土 和 钢筋的应 变 － 应 变关 系; ② 给 定 P， 得到 M = PH， 由 式 ( 5 ) 和 式 ( 6 ) 联 立 求 得 ε max 和 x c ; ③由式( 4 ) 计算 φ; ④ 由 式 ( 2 ) 计算 f; ⑤ 由 式 ( 1 ) 计 算 f corro ， 进而得到 P － f corro 曲线
Abstract: Based on previous experimental results of the low cycle behavior of corroded reinforced concrete members subjected to eccentric compression，the relation between hysteretic consumption and rebar corrosion rate was provided． By analyzing the deformation of corroded reinforced concrete members with Pushover method，the relation between rebar corrosion rate and elasticplastic deformation was investigated with the skeleton curve restoring model of corroded members proposed previously by authors． Analysis results indicate that deformation of reinforced concrete members nonlinearly increases with the increase of rebar corrosion rate． The greater the earthquake intensity， the faster the increase of structural deformations along with the rebar corrosion rate． Within specified structural deformations，the bearing capacity of structures nonlinearly degrades with the increase of rebar corrosion rate． Key words: beinforced concrete; corrosion; seismic performance; Pushover 由于材料价格低廉， 容易 成型， 钢筋混凝土 是 当 前 工程建设中 应 用 最 为 广泛 的结构 形式 之 一， 世界 各 国 。 均是如 此 但 钢筋混凝土结构 仍 有 许 多 问 题 需 要 解 决， 主要集中在两个方面， 一是 钢筋混凝土结构的 耐久 ［1 ］ 性问题 ， 二是抗震问题。 钢筋混凝土结构的 耐久 性与结构 所处 的 环境 条 件 和结构本身的抗腐蚀能力 有 关， 就 钢筋腐蚀 而 言， 海洋 环境和使用 除 冰盐 的 环境 受 氯 离 子 侵 蚀 最 为 严 重， 有 时结构使用 不到 几 年钢筋 就 发 生 腐蚀 出 现 顺 筋 裂 缝， ［2 ］ 影响结构的使用和安全 。对于混凝土结构的抗震 问 2008 年我国发生的 汶川 地 震 造 成的 题， 情况更为复杂， 灾害触目惊 心。 在 我 国， 很 多 钢筋混凝土结构 处 于 地 震的多发地带， 同时又处 于 严 重的腐蚀 环境 中， 所以 钢 筋混凝土结构受腐蚀后的抗震性能 是 需 要 研究的重 要 3］ 课题。本文在文献［ 试验研究的基 础 上， 采 用 Push收稿日期: 2011 － 03 － 18 第一作者 程 修改稿收到日期: 2012 － 02 － 16
基于Pushover方法的多高层钢结构的抗震研究的开题报告
基于Pushover方法的多高层钢结构的抗震研究的开题报告一、选题背景钢结构是近年来得到广泛应用的建筑结构形式之一。
钢结构具有质量轻、性能稳定、施工速度快等优点，特别是在抗震方面具有优异的性能，能够在地震中承受较大的荷载和变形，保持整体稳定。
然而，在高层钢结构中，复杂的结构和作用方式使得其抗震性能变得更加复杂和关键。
为了研究多高层钢结构的抗震性能，本文将采用Pushover方法来分析钢结构的性能并提出相关的抗震加强措施。
这个方法是通过求解结构在弯曲时的受力状态分析结构的性能，可以评估结构的耐震能力，并提出相应的抗震加强策略，提高结构的抗震能力。
二、选题目的本文的研究目的包括以下方面：1. 分析多高层钢结构的基本性能和抗震性能。
2. 采用Pushover方法进行收敛分析，揭示结构的弱点和性能，为后续的抗震加强措施提供必要的基础数据和结论。
3. 提出和设计多层钢结构的抗震加强方案，提高结构的抗震性能。
三、研究方法本文将采用以下方法来完成研究：1. 采用ANSYS软件建立多层钢结构的有限元模型，实现对结构的稳定性和动力性能的计算，并利用Pushover方法开展多级弯曲分析，查明结构的弯曲特性。
2. 通过改变层数、柱跨比、膜重量、抗力体系等参数，分析其对钢结构的抗震性能的影响。
3. 根据研究结果，提出和设计多层钢结构的抗震加强方案，包括增加钢材使用量、加强所有节点的刚度、通过布置混凝土墙等等。
四、研究内容本文将采取以下主要内容：1. 综述高层钢结构在抗震性能方面的研究现状和进展，总结抗震加强策略的设计原则和方法，并介绍Pushover方法的基本原理。
2. 建立多层钢结构的有限元模型，并进行Pushover分析，揭示结构的弯曲特性和耐震性能。
3. 分析层数、柱跨比、膜重量、抗力体系等参数对钢结构抗震性能的影响，进一步优化结构设计方案。
4. 提出和设计多层钢结构的抗震加强方案，包括增强刚度、加强节点连接、调整钢材使用量等等，并比较各方案的经济性和可行性。
基于Push-over的结构抗震能力评估
因而研 究采 用何 种转换 形式更 有 利于抗 震具 有非
常 现 实 的意 义 。
对 结构 在大震 作用 下 的弹塑性 抗震 能力进 行 评 估 是防止 倒塌 、 减轻 震鲁 的前 提 ， 而静 力弹 塑性 分析 方法 （ ｕ ｈｏ ｅ） 是 实 现 基 于 性 能 设 计 的 Ｐ ｓ—ｖ ｒ 则 有效 手段 ， 以有 效地 评 估 结 构在 大 震 作用 下 的 可 极 限承载 力和 模 拟 结 构 的破 坏 过 程口 ］ 。文 中 以 两个 托 柱 转 换 结 构 为 例 ， 用 Ｐ ｓ —ｖ ｒ 法 进 采 ｕ ｈｏ ｅ 方
Ａｂ ｔａｃ ： Ｔｗ ｏ ｋ ｎｄ ｆｓ ｐｐ ｔｎｇ ｃ ｌ ｎ ｔ ａ ｆ ｒ ｓ ｒ ｔ ｅ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ ｂｙ Ｐｕｓ ｏｖ ｒｉ ｗ ｏ ａ ｐｅ ｔ ｓｒ ｔ ｉ ｓ ｏ ｕ ｏｒｉ ｏ ｕｍ ｒ ｎｓ ｅ ｔ ｕｃ ｕｒ ｓ ａ ａ ｙ ｅ ｈ— ｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ｓ
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ４ １３ ．
第３ ３卷 第 ４期
２１ ０ ２年 Ｏ ８月
长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＣｈ ｎ ｃ ｕ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ （ ｔ ｒａ１Ｓｃｉ ｎ ｃｅ Ｅｄ ｔｏ ｎ ） ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｇ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａｕ ｅ ｉｉ
ｏｆｄ ｓ ｒ ｔｏ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎｄ ｅｓ ｉ ｃ ｐａ ｉｙ， ｔ ｒ ｓ ｔ ｓ ｏｗ ｈａ ｔ ｔ ｔ ａ ｆ ｒ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｒ ｅ ｔ ｕｃ ｉ ｎ ｒ ｃ ｓ ａ ｓ ｉｍ ｃ ａ ｃｔ ｈｅ ｅ ｕｌｓ ｈ ｔ ｔ ｈｅ ｗＯ ｒ ｎｓ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｒ ｍ ｈｅ ｄ ｓ ｒｂｕ ｉ ｎ ｏｆｐｌ ｓ ｉ ｎ ｓ ａ ｈ ｔｍ ａ ｅ ｌ ａ ｉ ａ ａ ｉｙ ａ ｈｅ ｖ ｅ ｅ ｄｅ ｌ ｉｆ ｒ ｎｔ ｆ ｏ ｔ ｉｔ ｉ ｔｏ ａ ｔｃ ｈｉ ｇｅ ｎｄ ｔ ｅ ｕｌｉ ｔ ｏ ｄ ｎｇ ｃ ｐ ｃｔ ｎｄ ｔ ｉ ｒ ｎ ｅ ｔ ｕ ｓ ｉ ｖ ｏ ｌ ｕ ｒｏｒ ｔ ｈｅ ｂ ａ ｉ ｌ ｓ ｉ— ｌ ｓ ｉ ｅ ｓ ｃ ｐ ｒｏｒ ｎ ｅ ｗｈｅ ｕ ｅ ｓ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｒ ｓ ｓ ｏｂ ｉ ｕｓｙ ｓ ｐｅ ｉ ｏ ｔ ｅ ｍ ｎ ｅａ ｔｃ ｐ ａ ｔｃ ｓ ｉｍｉ ｅ ｆ ｍａ ｃ ｎ ｓ ｄ ａ ｔｕ ｔ ｒ
PUSHOVER分析方法在结构抗震分析中的应用
PUSHOVER分析方法在结构抗震分析中的探讨摘要：在介绍静力弹塑性分析方法的基本原理和实施过程的基础上，阐述了其发展概况，并通过分析其中个别有代表性的Push-over分析方法，以及这种方法在目前建筑结构抗震过程中的应用，简要评述了push-over 分析方法的优点以及存在的不足，指出了进一步研究发展的方向。
关键词：静力弹塑性，抗震性能，反应谱，能力谱，push-over1前言建筑结构抗震反应分析一般采用底部剪力法、振型分解反应谱法、弹塑性时程分析法等几种计算方法。
前两者属于弹性分析方法，计算简便，求解效率高，但是它们不能真实地反映建筑结构在强震过程中的非线性响应。
弹塑性时程法虽被认为是目前结构弹塑性分析方法中最可靠的方法，但是由于其分析技术复杂，计算工作量大，并且许多问题在理论上还有待进一步地改进，因此弹塑性时程法通常仅限于理论分析和研究，应用尚不普及。
静力弹塑性分析方法既考虑了计算的简便性，又考虑结构在地震作用下的非线性响应特性，是目前一种比较经济可行的结构非线性分析方法。
静力塑性分析方法分为两步:其一是对结构进行推覆分析，其二是根据结构推覆分析的结果评估结构的抗震性能。
结构推覆分析的关键是能够比较真实地模拟地震作用下结构的弹塑性性能和变形特征;结构抗震性能的评估多采用能力谱方法和结构性能指标。
能力谱方法实质上是通过地震反应谱曲线和结构能力谱曲线的叠加来评估结构在给定地震作用下的结构的反应特征。
抗震性能评估是在结构推覆分析的基础之上评估结构在给定地震作用下的响应特征，是静力弹塑性分析的重要组成部分。
结构的性能评估一般有结构性能指标(应力、位移和能量等)和能力谱设计方法两种评估形式。
结构性能指标也可以应用于结构弹塑性动力时程分析结果的评估。
接下来将简要的介绍静力弹塑性分析方法的基本原理和分析过程，并指出其分析过程中的优点和不足之处。
2 静力弹塑性分析的基本假定随着人们对结构弹塑性行为的认识加深和出于经济因素的考虑，广大学者和设计人员希望利用结构的弹塑性行为来抵御强震作用，确保结构“大震不倒”，以及针对不同的地震强度结构处于不同的弹塑性阶段时，保证结构“中震可修”，这些都要求设计者对结构进行弹塑性分析。
于Pushover原理的框架结构抗震性能分析
于Pushover原理的框架结构抗震性能分析发布时间：2021-02-25T16:26:31.820Z 来源：《城镇建设》2020年32期作者：吴小平[导读] Pushover分析能够结合静力弹塑性分析与反应谱分析，是一种基于位移设计的抗震设计方法。
吴小平广州大学土木工程学院广东广州 510006 摘要：Pushover分析能够结合静力弹塑性分析与反应谱分析，是一种基于位移设计的抗震设计方法。
本文首先详细论述了Pushover分析的基本原理，解释了如何得到需求谱、能力谱及性能点等，然后利用SAP2000进行框架结构的Pushover分析，设置塑性铰，选择侧向加载模式，确定分析工况。
计算结果表明，塑性铰的出现顺序符合“强柱弱梁”的概念设计；当框架处于性能点时，结构处于“直接使用”性能状态，满足荷载工况下的期望的能力目标。
关键词：Pushover分析；能力谱；需求谱；性能点引言Pushover分析是一种基于位移的抗震设计方法，能校核在多遇地震作用下结构的弹性设计，也能判断在罕遇地震作用下结构的破坏机制，找到出现破坏的位置，在不改变整体结构性能的基础上，设计者对薄弱环节进行加固，也能达到预期的功能设计[1]。
本文主要介绍了Pushover分析的基本原理，并结合一个钢筋混凝土结构进行分析。
一、Pushover分析的基本原理Pushover分析是通过对结构施加指定模式的荷载将结构推覆至某个特定的目标位移，得到基底剪力与顶点位移的关系，根据公式将基底剪力与顶点位移的关系转换成谱加速度与谱位移的关系，结合规范的加速度反应谱，得到弹塑性反应谱，由能力谱与需求谱的曲线得到性能点，利用性能点判断结构的抗震能力。
1、建立基底剪力-位移曲线在Pushover分析中，将指定荷载模式成比例沿着建筑结构高度方向施加，可以得到基底剪力与顶点位移的关系，即基底剪力-位移曲线。
2、建立能力谱曲线对于结构响应以第一振型为主的建筑结构，可以用等效单自由度结构体系代替原结构体系，因而可以通过下列的公式1及公式2将基底剪力与顶点位移的关系转换成谱加速度与谱位移的关系，即能力谱曲线。
基于性能的抗震设计及Push-over分析方法的研究
数 、 间位 移 角 及变 形 率 等 ， 层 由于 Ｐ Ｓ Ｂ Ｄ需 要 考 虑不 同水 准地 震作 用下 结构 的性 能水 准 ， 不仅 需要 在低 故 级水 准地 震作 用下 对结 构进 行弹性 分 析 ， 更重 要 的 而 是在 强烈 地震作 用下 的非 线 性 分 析 。对 于 弹性 结 构
目前 ｊ 国抗震 设 计规 范 多 数采 用 的 是“ 各 小震 不
坏， 中震可修 ， 大震 不倒 ” 的多 级设 计 思 想 ， 但其 实 质
是 以保 证 人 的生 命 安 全 为 原 则 的 一 级 设 计 理 论 ， 此 据
人 们预期 的损 失范 围 ， 在这种 需求 下基 于性 能 的抗 震
价 等方 面 ， 图 ｌ 示 。 如 所
业主
的生命安 全 ， 但地 震所造 成 的经济损 失 即建 筑使用 功
能的丧失 和震后恢 复 重建 费 或所 花 费 的 时 间可 能 大 大超 过社会 和业 主所 能 承受 的 限度 。如何 改 进 现行 的抗震 设计理 念 ， 结构在 未来地 震 中的损失 不超过 使
修 改 设 计
选 择合适 的抗震设计 （ 计算分 析 ）方 法
进 行结构 设计， 含详细 设计计算 、必要 的试 验及 细部构造 等
至 厂— 磊面
—
两
结 束
图 １ 建 筑 结 构 基 于 性 能 设 计 的 基 本 流 程 图
（ ）Ｐ Ｓ 的 地 震 设 防 水 准 及 性 能 水 准 。 对 于 ２ ＢＤ
碑 。文 章 详细 阕 述 了基 于 性能 的 抗 震 设 讨 方法 产 ， 背 景 和基 本 理 论 ， 中 静力 弹塑 性 Ｐ ｓ ｖｒ 析 方 法是 实 现 基 于 性 能 的 抗 ‘ ￡的 其 ｕｈｏｅ 分
基于pushover方法的打包带加固砌体结构抗震性能评估
ＺＨＯＵＱｉａｎｇ，ＹＡＮＧＬｉｎｇｙｕ，ＺＨＡＯＷｅｎｙａｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２０１９－１０－１２； 修回日期：２０１９－１２－０１ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１６０８２４９，５１９６８０４７）；江西省重点研发计划项目（２０１６１ＢＢＧ７００５８） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１６０８２４９，５１９６８０４７）；ＫｅｙＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍｏｆＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍａｓｏｎｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｓｕｆｆｅｒｅｄｓｅｖｅｒｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄａｍａｇｅｉｎｈｉｓｔｏｒｙｏｆＣｈｉｎａ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｍａｓｏｎｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｂａｎｄｓ（ＰＰｂａｎｄｓ），ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｕｓｈ ｏｖｅｒｍｅｔｈｏｄａｎｄＡｂａｑｕｓｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｓｉｍｐｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｉｓｅｘｐｌｏｒｅｄｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｗｏｍａｓｏｎｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈａｃｔｕａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄａｍａｇｅｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔｓ．Ａｂａｑｕｓ ｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄＰｕｓｈｏｖｅｒａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｓｅｉｓｍｉｃｄａｍａｇｅｗｉｔｈｄｙｎａｍｉｃｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＰｕｓｈｏｖｅｒ ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍａｓｏｎｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｃｈｏｏｓｉｎｇｏｎｅｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅ ｓｔｏｒｙｍａｓｏｎｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｓａｎｏｂｊｅｃｔｔｏｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆＰＰｂａｎｄｓｏｎｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｎｄｅｒｆｒｅｑｕｅｎｔａｎｄｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｄｉｓ ｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｔｈｅＰＰｂａｎｄｓｉｓｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄＰＰｂａｎｄｓｐｌａｙａｃｅｒｔａｉｎｒｏｌｅｂｕｔｉｔｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｅｎｏｕｇｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｕｎｄｅｒｒａｒｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ＰＰｂａｎｄｓｈａｖｅｐｌａｙｅｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
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震情况下进行了分析。
本结构的三维模型图如下图 ３：
计算结果与分析。
均匀加载模式下推覆结果
的性能点位移转化为顶点
位移为 １２０． ８ｍｍ， 倒角
加载模式下推覆结果的性
能点位移转化为顶点位移
为 １５５． ３ｍｍ。结构在性能
点时的层间位移及层间位
移角见下表：
图 ３ 结构三维模型图
表 １ 罕遇地震下结构的层间位移及层间位移角
速度响应与位移响应的关系， － Ｔ 曲线转化为用加
速 度 谱 值Sa 为 纵 坐 标 和 位 移 谱 值Sd 作 横 坐 标（ 即
） 表示， 即 Ａ－ Ｄ 格式的需求谱，
如图 ２ 。然后对弹性需求谱按等效阻尼比 的方法 进行折减得到弹塑性需求谱， 由最大位移反应的 一个周期内的滞回耗能来去确定， 按下式计算：
（ ３）
３ 、能力与需求 当能力谱和响应需求谱以相同量纲确定后， 将 两种曲线画在同一坐标系中， 如果能力谱曲线能够 通过需求谱曲线的外包络线， 则结构在地震作用下 是安全的， 二者的交点称为性能点。若两曲线没有 交点， 说明抗震性能不足， 须重新设计。将性能点对 应的 谱 位 移 按 式（ １） 转 化 为 结 构 的 顶 点 位 移 ， 根 据
其在原结构 Vb - un 曲线上的位置， 可确定结构在
该作用下的塑性铰分布， 杆端截面的曲率及侧移 等， 从而对该建筑结构的抗震性能进行评价和分 析。
三、实例分析 本文采用一个四层钢筋混凝土框架结构进行 分析说明。本工程按 ７ 度抗震设防， 四类场地， 设计 地震分组为第三组， 场地特征周期 ０． ９ｓ。第一层层 高 ７ｍ， 其余三层层高均为 ４ｍ。混凝土强度等级为 Ｃ３０， 钢筋为二级钢。框架梁截面为 ４００×８００， 框架 柱截面 ６００×６００， 现浇板厚 １２０ｍｍ。先用 ＰＫＰＭ 对结构进行配筋设计， 然后进行 ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分析。
楼层
４ ３ ２ １
顶点侧移
均匀加载 倒三角加载
１２８．３
１３５．６
１１２．２
１２０．３
１０２．８
１００．９
８０．５
７２．３
层间位移角
均匀加载 倒三角加载
１／ ６２０
１／ ２２３
１／ ３５０
１／ ２６５
１／ １４３
１／ １２０
１／ １０２
１／ ９５
由此表可见， 两种加载模式下结构的弹塑性层 间位移角都小于规范规定的限值 １／ ５０。说明该工程 设计满足抗震性能要求。
四、结语 介 绍 了 ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分 析 的 基 本 原 理 和 方 法 ， 结 合一个四层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能 分析。结果表明， ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分析方法可以按照规范 对结构的抗震性能作出合理的评价。为实现基于性 能的抗震设计提供了很好的计算方法。但是如何用 此方法对结构进行更加准确的定量分析， 以及该方 法本身的塑性铰定义， 侧向力分布形式等方面都有 待进一步的研究。
〔关 键 词〕Ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分析； 建筑抗震设计； 能力谱； 需求谱
一、引言 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， ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 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， ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 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 ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 方法。 二、ｐｕｓ ｈｏｖｅ ｒ 分析方法基本理论 ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分析法本质上是一种 与 反 应 谱 相 结 合的静力弹塑性分析法， 它是按一定的水平荷载加 载方式， 对结构施加单调递增的水平荷载， 逐步将 结构推至一个给定的目标位移来研究分析结构的 非线形性能， 从 而 判 断 结 构 及 构 件 的 变 形 、受 力 是 否满足设计要求。它基于以下两个基本假定：（ １） 结 构的反应与该结构的等效单自由体系反应相关， 这 表明结构的反应仅由结构的第一振型控制。（ ２） 在 整个地震反应过程中， 结构的形状向量保持不变。 严格的说， 这两个假定是不完全准确的， 但是研究 表明， 这些假定能够很好的预测多自由度体系的地 震反应， 并且这些地震反应确实是由第一振型控制 的。目前 ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分析的具体方法比较常采用的 是 ＡＴＣ－ ４０ 的能力谱法， 其原理是： １、能力谱曲线
图 １ 能力谱曲线
图 ２ Ａ Ｄ 需求谱曲线
即： 若基本振型是第一振型时， 基底剪力 除以基
本振型的模态质量 ｍ１， 就能转化为加速度， 顶点位
移 ｕｎ 除以
后转换为位移 Ｄ．
（ １）
式 中 ： ｍ·１ ， 分 别 结 构 第 一 振 型 的 等 效 的 模 态 质 量和参与系数。 为基本振型在顶点的振型函数。
参考文献： ［１］ 汪大绥， 贺军利， 张凤新。 静力弹塑性分析（ Ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ
Ａｎａｌｙｓｉｓ） 的基本原理和计算实例
５５
本工程侧向加载采用均匀分布和倒三角分布
两种形式， 并仅对 ｘ 方向进行了 ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分析。根
据我国规范对 ＡＴＣ－ ４０ 中的反应谱进行修正， 修正
系数分别为：
７ 度 多 遇 地 震 时 ， ＣＡ＝ ０． ０３２， ＣＶ＝ ０． ０７２； ７ 度
罕遇地震时， ＣＡ＝ ０． ２， ＣＶ＝ ０． ４５。本文仅对罕遇地
５４
评价与研究
２００７·２ 吉林勘察设计 ＪＩＬＩＮ ＫＡＮ Ｃ Ｈ ＡＳＨ ＥＪＩ
按下式计算
，
式中m j 为第 ｊ 顶点的集中质量，f j1 为基本 振 型
中质点的振幅。 ２、需求谱曲线 需求谱曲线由反应谱来表示。传统的反应谱曲
线是以加速度谱值Sa坐标和周期 Ｔ 坐标给出的（ 即 Sa － Ｔ 曲线） ， 在能力谱法中， 为了清楚地表示加
吉林勘察设计 ２００７·２ ＪＩＬＩＮ ＫＡＮ Ｃ Ｈ ＡＳＨ ＥＪＩ
评价与研究
基于 ｐｕｓｈｏｖｅｒ 分析的建筑 结构抗震性能评价方法研究
●李彦峰 徐 巍 吉林省建筑设计院大连分院 有限责任公司
〔摘 要〕阐 述 了 Ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 分 析 的 基 本 原 理 和 方 法 ， 并 用 一 个 框 架 结 构 实 例 予 以 说 明 。 结 果 表 明 Ｐｕｓｈ ｏｖｅｒ 方法可以对一般建筑结构的抗震性能做出合理的评价， 是实现基于性能的抗震设 计的有效方法。
能力谱曲线是通过静力分析方法得到的， 是在 一定竖向力作用下结构所受水平力 Ｖｂ 与水平位移 之间的单一关系曲线， 一般为底部剪力和顶点位移 之间的关系曲线。对于多自由度结构， 需要按一定 的变形模式（ 通 常 为 基 本 振 型） 等 效 化 为 一 单 自 由 度体系， 所采取的方法是将能力谱曲线按所选的变 形模式转换为规一化的单自由度体系表示。