推覆分析

CONTENTS
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结构概况
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荷载 推覆分析结果
结论
1. 结构概况
江苏方正大厦位于南京市 , 层 1 ～ 3 为商场 ,层 4以 上为住宅 , 地面以上共 19 层 , 地下 2 层 ,檐口标高 61.2m 。典型楼层结构平面见图 。工程平面凹凸不规 则 ,楼板局部不连续 , 竖向构件不连续 ,属于特别不规则 超限高层建筑 ,为此对其进行推覆分析 。
527min 。
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2. 荷载
各层竖向荷载(表 1)一次性施加于结构上 , 且在 推覆过程中始终保持不变 。水平推覆荷载根据振 型分解反应谱法取前 18 阶振型计算得到(依据抗
震规范GB50011 —2001), 水平推覆荷载作用位
置为竖向质量中心 ,各层水平荷载见表 2 。
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2. 荷载
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（6）多振型的 SRSS 分布加载模式：即按平方和平方根法进 行组合的分布模式加载。 （7）等价基本质量振型分布：根据楼层质量与对应楼层的等 价振型积的比例关系将地震剪力按的比例分配。 （8）自适应性水平力加载模式：自适应性加载模式考虑了地 震中结构惯性力重分布，分析更合理但计算量大。
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四.水平侧力加载模式
（1）均布加载模式：将结构的基底剪力按楼层质量比平均分 配到每一楼层进行加载。 （2）倒三角形分布加载模式：即所谓的底部剪力法该方法是 目前国内外广泛采用的加载模式。 （3）抛物线线分布的水平加载模式：侧向力沿结构的高度分 布规律呈抛物线形的加载模式。
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（4）考虑高阶振型影响的加载模式：静力弹塑性 Pushover 分析对于第一振型为主的结构能够得到较为精确计算结果， 当对于那些受高阶振型影响的多高层结构仍采用传统的保持 不变的单一振型水平加载模式结构的抗震性能是不能被准确 反应出来的；此时，需要考虑高阶振型的水平加载模式。 （5）加载模式随振型而变化：该水平加载模式即为规范中的 振型分解反应谱法，根据振型分解法求得结构各层的剪力再 加载到结构模型上。
五.能力谱
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六.需求谱
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七.建立和判断性能点
折减用阻尼比的推导
������������ =
������������ 4������ ������ ������
ED ———滞回阻尼耗能 Es ———最大的应变能
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将承载力谱曲线和地震需求谱放在同一ADRS图中，由预设性 能点对应的周期值Tp及弹性地震需求谱（阻尼比为0.05）计 算弹性加速度需求值ae和弹性位移需求值δe 根据δe及等效阻尼比ζp计算加速度实际需求值和位移实际需 求值 比较加速度、位移设定值与实际需求值的差异，误差达到要 求者停止计算，确认性能点。
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目前规范中推荐的基底剪力法和反应谱分析方法均为 弹性分析方法，其评价标准是地震作用下的抗力不小于地震 作用下产生的内力，这些方法也被称为基于荷载的设计方法 。而基于性能的设计方法则是使用与结构损伤直接相关的位 移来评价结构的变形能力（耗能能力），所以又被称为基于 位移的设计（displacement-based design）方法。
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八.使性能点满足预设条件的措施
如果性能点不存在或该点不满足预设条件，则可采取如下多 方面的措施加以改进： A. 提高结构体系的强度、刚度； B. 改善结构延性； C. 采用隔震，降低地震需求； D. 采用减震技术，增加阻尼，降低结构地震反应；
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混凝土结构的延性与抗震推覆分析
-----工程实例
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二.静力弹塑性分析基本原理
静力弹塑性分析方法是通过对结构逐步施加某种形式的 水平荷载，用静力推覆分析计算得到的结构的内力和变形， 并借助地震需求谱或直接估算的目标性能需求点，近似得到 结构在预期地震作用下的结构抗震状态，由此实现结构的抗 震性能评估。
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两个假设： 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（ 一般认为是第一振型）。 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 度方向的形状保持不变。 两个假设总结为：在地震中结构保持着某一特定的振型振动。
新规范GB50011—2001, 可以作为设计单位校验分析高层结构的
辅助手段 。
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4. 结论
(1)在小震(多遇地震)作用下 ,结构的强度能满足规范要求 。小震下顶 点的弹性侧移为 9.5mm(TBPOA结果)和 12mm(EPDA 结果), 顶点的 侧移角分别为1/6 442 , 1/5 100 。
(2)罕遇地震作用下 ,结构未出现明显的薄弱楼层 最大层间侧移角出现
在层 18 ,达到了 1/223(TBPOA 结果)和 1/256(EPDA 结果),能满足
3. 推覆分析结果
(1)结构侧移情况
结构顶点侧移 、各层侧移 、 层间侧移示于图 6 ～ 8。每层侧 移均取各楼层质心处的位移 。 该结构最大顶点侧移分别为 0.54m (TBPOA 结果), 0.64m(EPDA 结果),最大顶点侧 移角分别为 1/113 和 1/95 。
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3. 推覆分析结果
向未产生明显的薄弱楼层 ,在罕遇
地震作用下 ,最大层间位移角出现
在层 18 ,达到了 1/223 (TBPOA
结果)和1/256 (EPDA 结果),满足 规范最大限值 1/120 的要求 。
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3. 推覆分析结果
(2)结构性能评价
根据推覆分析的结果 , 可以得到结构在不同水平推覆荷载下的结构 反应 , 从而求得不同自振周期下的基底剪力 , 得到结构的实际反应曲线 (基底剪力与结构自重之比与结构自振周期的关系曲线), 如图 9 所示 。 图中反应谱曲线是根据抗震规范 GB50011 —2001 绘制的。可以看出 , 结构的实际反应曲线能在 6s 内穿过大震的地震影响系数曲线 ,因此这个
规范要求 。
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4. 结论
(3)推覆分析性能评价认为 Fra Baidu bibliotek推覆分析所得到的该结构实际地震反应
曲线能在 6s 内穿越罕遇地震反应谱曲线 ,结构基本能满足罕遇地
震作用下抗震要求 。
(4)工程算例表明编制的程序 TBPOA 能用于复杂高层结构的非线
性推覆分析 ,计算结果与 EPDA 的计算结果基本一致 ,为配合抗震
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三.静力弹塑性分析基本步骤
1.建立结构构件的弹塑性模型 2.对结构施加某种形式的沿竖向分布的水平荷载 3.逐步增大水平荷载，在每一步的加载过程中，计算所有结 构构件的内力以及弹塑性变形 4.当结构成为机构或位移超限时，停止施加荷载
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5.得到Pushover曲线 6.转换成能力曲线 7.将等效单自由度体系的弹性反应谱转换成需求谱 8.能力谱与需求谱重叠 9.将上一步所得到的目标位移转化成原结构和构件的变形 要求，并与性能目标所要求达到的变形相比较。
(1)结构侧移情况
由图 7 可见 ,在多遇地震作用 下, TBPOA 分析的结构位移曲线 与 EPDA 的较为接近 。在罕遇地 震作用下 ,在房屋下部 , TBPOA 分析的结构位移曲线与 EPDA 的 较为接近 ,在房屋的中上部出现一 定程度的分离。
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3. 推覆分析结果
(1)结构侧移情况
从图 8 中可以看到 , 该结构沿竖
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1.结构概况
地震设防烈度为 7 度 , Ⅱ类场地 。由于该工程地下
室的抗侧刚度远远大于上部结构抗侧刚度 ,且地下室顶
板厚度较大 ,计算时结构的固定端取在 ±0 .00 处 。节
点总数为 2 454个 ,单元总数为 2 923 个 ,自由度总数
为 5 460 个 ,失衡力收敛精度为 1 %。计算机时为
结构能够满足多遇地震下强度要求和大震下结构变形的要求 。
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3. 推覆分析结果
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(2)结构性能评价
根据推覆分析的结果评估结构是否破坏的标准很多 ,为了便于设计 人员参考 , 基于抗震规范变形控制的要求 ,给出了结构破坏的判断准则 。 具体方法为 : 首先根据推覆分析的结果 , 绘出结构的实际地震反应曲线 (见图 9), 检查这条曲线能否穿越规范提供的大震地震影响系数曲线 , 如 果能够穿过 , 则该结构的整体抗震性能满足要求 ; 其次检查小震下最大 弹性层间侧移角能否满足规范的要求 ;最后校核大震下弹塑性层间侧移 角是否小于规范规定的限值 。如果上述三条均能满足 ,则说明该结构的 抗震性能满足要求 。
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1. 结构概况
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1. 结构概况
构件配筋根据 SATWE计算结果得到 。梁柱纵向钢筋为 Ⅱ
级钢 ; 混凝土强度等级 : 层 1 ～ 4 为 C40 , 层 为 C35 , 层 6
及以上为 C30 。剪力墙的厚度 : 层 1 ～ 3为 400mm(局部
500mm), 标准层为 200mm (局部250 , 300mm); 楼板厚 : 层 2 ～ 3 为 150mm ,层 4 为 200mm, 层 5 为 150mm, 标 准层为 120mm, 屋面为 150mm 。
结构推覆性分析
一：混凝土结构的抗震推覆分析 二：工程实例
混凝土结构的抗震推覆分析
一.静力弹塑性分析介绍
静力弹塑性分析又被称为Pushover 分析，是基于性能的 抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD） 中最具代表性的分析方法。所谓基于性能的抗震设计是以某 种目标性能（target performance）为设计控制目标，而不 是单纯的满足规范要求的极限承载能力的设计方法。其步骤 是先按照规范要求进行抗震分析和构件设计，然后通过 Pushover 分析获得结构的极限承载能力，最后通过非线性位 移结果评价结构是否满足目标性能要求。