建筑弹塑性分析PUSHOVERppt文档

根据结构加载过程中随结构动力特征的改变 对侧力模式进行调整。具体方法又有很多 不同，在理论上更为合理，但会使问题重 新复杂化，由于静力弹塑性本身理论不足 所引起的误差，自适应侧力模式与定侧力 模式相比属于同一水平的近似方法。
此外，我国规范的底部剪力法，也可看作 一种侧力模式。
选择水平侧力模式基本原则就是在结果具 有足够精度的前提下，尽可能地保持分析 方法的简便性。
,D
u roof
roof ass ass
u u VVb基b—底剪力ro，的of 关r系oo顶曲f 点线位称移为。
“结构的能力曲线”。或“推覆曲线”
为便于评价结构抗震性能是否达到要求，还
可以按照单阶振型反应谱法将推覆曲线上
各店的承载力和位移转化为谱加速度与谱 位移的关系曲线，得到结构的能力谱曲线，
求目标性能点—什么是性能目标点？我理解为： 对应于某一地震下或规范的地震反应谱，结构 达到某一位移时，承载力（具体可体现为底部 剪力，加速度Sa）满足要求了，对应于Sd，Sa 的该点为性能点，然后在考察这时结构的损伤 和变形。也可理解为结构在吸收了一定地震能 量（比如一次地震）后，结构任没有倒塌（破 坏），这时结构对应于的等效单自由度体系的 Sa和sd。
弹性结构在地震作用下的结构响应可以用动力学 方程表示:
mu(t) cu(t) ku(t) mug (t)
惯性力 阻尼力 抗力 外力（地震力）
解得，推导过程略
Dn (t) 2 nnDn (t) n2Dn t ug (t)
其中 Dn t qn t /，n D表n 示t 一个对应原结构
静力弹塑性分析应用于复杂结构受到一定的 限制
第一组
（1）考虑楼层高度影响的侧力模式
Fi
i hik
n
Vb
jhkj
j 1
（2）第一振型比例型侧力分布
Fi 1iVb
（3）振型组合侧力分布
Vi
mn
( s j sj As )2
s ji
第二组
（1）质量比例型侧力模式
Fi
i
n
Vb
j
j 1
（2）自适应侧力模式
移响应需求Sd也在A-D坐标系下给出，由此得
到的Sa-Sd关系曲线即为需求谱。对于弹性结
应等效周期和等效阻尼比下的谱加速度；g为
重力加速度， Sd 4T为e2q2等S效a g弹性SDOF体系的
弹性位移；C0~C3为修正系数。
结构抗震性能需求谱是在给定地震作用下， 不同周期结构的承载力和位移响应的需求 值。
先将能力曲线转化为A-D格式，能力谱曲线
将不同的周期结构的加速度响应需求Sa和位
建筑弹塑性分析PUSHOVER
《抗规》附录M 实现抗震性能设计目标的参考方法
量化结构性能的指标：力、位移、能量
结构损伤—截面变形—极限应变，密切相关
结构在地震作用下的整体或局部位移相应 量是反映结构受损程度，实现结构性能控 制的重要途径—基于位移的抗震设计方法
间接设计法和直接设计法（图1.2-4） 基于能量的设计概念
即 Sa S格d 式能力谱曲线。
Sa
Vb M
, Sd
u roof
roof
实际结构，变形向量是变化的，ATC-40建议的转化关
系
Sa
Vb
W
, Sd

u roof
roof
图2.4-1
水平侧力模式代表结构上地震力惯性力分布
上述分析可知，侧力模式-侧移模式相关，对 分析结果有直接影响
必须满足第二条假定—结构体系具备一定的 整体受力性能—整体型的变形模式，不会因 局部变形集中而使结构的侧移模式在加载过 程中发生显著变化
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。该假定表明结构的地震反应由某
一振型起主要控制作用（一般认为是结构第一振型），其 他振型的影响可以忽略；
在地震过程中，无论结构变形大小，分析 所假定的结构沿高度方向的形状向量都保 持不变。
以上假定理论上不严密
但是很多学者，包括Saiidi、钱稼茹等研究 表明，对由第一振型控制的结构，用结构 静力弹塑性分析法预测地震弹塑性响应是 较好的，但它对结构的动力响应、阻尼、 地震动特性以及结构刚度退化等方面则无 法深入详细分析。
D(t即) 表示一个对应假定的阵型 as的s 但自由度 结构在地震作用 u下g (t)的位移响应。
Fass
T ass
fs (D, signD)
T ass
m
；对于地震响应由结构振型
向量 控制ass的弹塑性结构，仍采用振型向
量 成正as比s 的荷载进行推覆，即： sass mass
得到
Fass
Vb M ass
fs是结构的弹塑性恢复力矩阵，是楼层水平 位移的函数，与楼层侧向运动速度同号。
对上式直接积分计算就是多自由度结构的弹 塑性时程分析。
假定结构的地震响应有某一振型控制的假定， 记该振型向量为ass。整个地震过程中结构
向量形状保持不变，即u(t) assq。(t)
同样的，得：
D(t) 2 ass ass D(t) Fass ug (t)
第n阶振型的单自由度体系在地震作用 下ug (t) 的位移响应，圆频率和阻尼比分别为 和n 。
从而可n求得结构第n阶振型的位移，内力，层
间位移等。
对前N阶振型都采用上述方法求算其最大响应 量，并采用某种方法进行组合（SASS法或 CQC法）—振型分解反应谱法。
对弹塑性结构：
mu(t) cu(t) fs (u, signu) mug (t)
FEMA-273/274建议的直接估算目标性能点法
ATC-40建议的需求谱法
通过多系数调整等效弹性单自由度SDOF体系
在地震作用下的弹性位移，得到相应的多自由
度MODF弹塑性体系的顶点目标位移，公式如
下：
t
C0C1C2C3Sa
Te2
4 2
g
体为t 系MD的O自F体振系周的期顶；点为位等移S效a；弹T为e性等SD效O弹F体性系SD在O相F
1.建筑结构的弹塑性模型 2.地震作用的输入和计算
早起源于1975年Freeman等提出的能力谱方法（Capacity Spectrum Method，简称CSM），用于结构抗震性能的快速评定。
是指借助结构推覆分析结果确定结构弹塑性抗震性能（结构抗震性能 评价）或结构弹塑性地震响应的方法。也称Pushover分析、静力推覆 分析等。