推覆分析
西昆仑帕米尔逆掩推覆带结构分析
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＯｖ ｒ ｈ ｕ ｔＮａ ｐ ｔｕ ｔ ｒ ｎ Ｐ ｍ ｉ， ｅ ｔＫｕ ｌ ｎ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｅ ｔ ｒ ｓ ｐ ｅ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｉ ａ ｒＷ ｓ ｎ ｕ
Ｑ Ａ ｎ Ｉ ｉ ， Ｉ Ｎ ｈ ｇ ｎ ，ＨＥ ｎｉ ， Ｈ Ｎ ｉ ｇｎ ＩＮＪ ｕ ｇ ， Ｑ Ａ Ｓ ｕｅ Ｃ Ｎ Ｈａ ｌ Ｃ Ｅ Ｇ Ｘ ａ ａ ＬＰ ｎ ｏ
ｔ ｎｒ ｆｈ ａ ｒ ｖｒ ｒｓ ｎｐ ｅｓ ｕｔｒ，ｎ ｅｓｃｎ ａｙｆ ｌｓｃ ｏ ｈ ｗ ｂｉａ ｔ ｃ ｒ ｔｅ ｔｅｓｕｈ ｏ ｏ ｈｏ ｅＰ ｍｉｏｅ ｈ ｔ ａ ｐ ｔ ｃ ｅａ ｄｔ ｅｏ ｄｒ ａ ｔ ｅｔ ｎｓｏ ｓｉ ｒ ｔ ｓ ｔ ｅｓ ｌ， ｏ ｔ ｔ ｔ ｔｕ ｒ ｕ ｈ ｕ ｉ ｍ ｃｅ ｒ ｕ ｙ ｈ ｕ
ｄｒ ｃ ｉｎ， ｅ ｂ ｌ ｃ ｎ ｂ ｉ ｉ ｅ ｎ ｏ ｓ ｖ ｒｌｒ ｗ ｆ ｕ ｆｃ ｈ ｓ ｆ ｕ ｔ ， ｅ ｔ ｒ ｓ ｆｕ ｔ ｅ ｐ ｓ ｄ ｓ ｒ ｃ ，ｅ ｅ ｔ ｇ ｔ ｅ ｉ ｔ ｅ ｏ ｔ ｅ ｔ ａ ｅ ｄ ｖｄ ｄ ｉ ｔ ｅ ｅ ａ ｏ ｓ ｏ ｒ ｅ ｔ ｒ ｔ ａ ｌ ｔ ｈ ｔ ａ ｌ ｘ ｏ ｅ ｕ ｆ ｅ ｒ ｆ ｃ ｉ ｈ ｈ ｓ ａ ｕ ｓ ｈ ｕ ｓ ａ ｌ ｎ
建筑弹塑性分析PUSHOVER
2.需求谱法
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
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
构，弹性谱加速度需求Sa可以采用地震弹性
其中 Dntqnt/，n D表n 示t 一个对应原结构
第n阶振型的单自由度体系在地震作用 下u g ( 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。
Fass
T
ass
fs(D,signD)
aTssm ；对于地震响应由结构振型
向 量量成正控a s 比s制a s的s的荷弹载塑进性行结推构覆，，仍即采：用振型sa向ss mass
得到
Fass
Vb Mass
uroof
,DБайду номын сангаасass
roof ass
u u V
V
b
基底剪力， r o o顶f 点位移。 — r o 的o f 关系曲线称为
b
“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，
即 S a S格d 式能力谱曲线。
Sa
Vb M
,
Sd
uroof
roof
钢筋混凝土框架结构推覆分析
钢筋混凝土框架结构推覆分析摘要：本文阐述了基于push-over分析的抗震评估方法，提出使用层间位移角以及结构在大震下的塑性铰转角来评估框架结构的抗震性能，给出了新的抗震性能评估的步骤。
使用本文所推荐的方法对一实际工程进行了抗震性能评估，并且与现行建筑抗震鉴定标准所推荐的方法对比，结论一致。
结果表明，该方法从结构整体性能分析出发，可以快速有效地评估结构的抗震性能，该方法也可以为结构加固后的抗震性能评估奠定基础。
关键词：钢筋混凝土框架抗震评估层间位移角塑性铰转角1 概述push-over即结构推覆分析。
1975年，freeman等人在push法中引入了地震需求谱曲线和能力谱曲线的概念，发展了push over法，并促进了push over法在结构抗震性能评估等方面的应用推广。
中国位于环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇处，地震频繁震灾严重。
因此，快速、准确地评估位于地震区的建筑物的抗震性能，可以更好地指导施工建设，保障人民生命财产安全。
2 评估指标、标准和步骤2.1 评估指标钢筋混凝土框架结构层间各构件变形的综合结果和层高的影响，可通过层间位移角反映出来，同时也与结构的破坏程度有一定关联。
对于剪切型结构来说，每个楼层的层间侧移都相互独立。
[1]计算建筑工程项目的弹塑性地震反应得知，抗震效果最差的楼层，其层间最大位移角均比同一楼层最危险杆件的位移角大。
因此，可根据层间位移角对结构物抗震性能进行综合评定。
强烈的地震作用会使个别主要抗侧力构件的变形量超出其承受极限致使建筑物倒塌。
基于此，弹塑性变形验算的变形限值，必须规定出层间位移角限值以及控制弯曲程度的构件的截面塑性铰转角限值，以免个别构件的塑性铰过大造成建筑物局部倒塌。
通过分析受地震灾害影响的建筑物结构我们发现，在地震作用的影响下，结构的薄弱处最先损坏，弹塑性变形集中发展。
据此，我们可检查薄弱楼层的层间弹塑性位移是否超过限定范围，来对建筑物的整体抗震性能进行综合评估。
STAAD高级求解器功能简介
STAAD高级求解器功能简介在目前的STAAD版本中，添加了一个新的功能更强大的求解器。
该求解器已经被开发使用的新功能如下。
下面分别予以介绍：1）高级求解器概述2）线性屈曲分析（Linear Buckling Analysis）3）考虑几何刚度的二阶效应分析(Pdelta Analysis with Kg)4）考虑几何刚度的自由振动特征值分析，反应谱分析以及时程反应分析5）稳态分析(Steady-state Analysis)6）楼面反应谱分析(Floor Spectrum Analysis)7）推覆分析(Pushover Analysis)8）几何非线性分析(Geometric Nonlinear Analysis)1）高级求解器概述：STAAD增加了全新的更快地分析引擎。
此分析引擎比现在STAAD标准分析引擎更节省时间，并且使用更少的磁盘和内存资源。
高级求解器可以解决静力和动力问题。
它是STAAD分析引擎的一部分，不需要特殊的命令运行它。
如果许可协议中高级分析模块是有效的，它将自动被激活。
如果想屏蔽高级求解器使用标准分析引擎，请在STAAD输入文件的开头部分（节点命令之前）添加下面命令∶SET STAR 0高级求解器有in-core和out-of-core两种运行模式。
一般分别用于节点数小于20000和大于20000的模型。
通常情况下，高级求解器调用in-core模式计算模型，当内存不足时，程序将调用out-of-core模式。
除非人为指定，分析引擎将自动切换运行模式。
高级求解器设定命令∶SET STAR -3强制使用in-core模式SET STAR 4强制使用out-of-core模式SET STAR 3程序默认SET STAR 0使用STAAD标准分析引擎2）线性屈曲分析（Linear Buckling Analysis）STAAD通过求解如下方程的特征值对(K–λK g)U=0，其中K为通常的“物理”刚度矩阵，K g为几何刚度矩阵，U与λ为屈曲模态向量和对应的屈曲系数。
推覆分析法在建筑结构抗震设计中的应用
、
维普资讯
９ ２
四川理工学院学报 （ 自然科 学版 ）
２０ ０６年 １ ２月
１２ 时程分 析 的局 限 ． 一 ‘ ． 。，
时程分析虽然能得到地震反应的全过程， 但由于输入地震波 的不确定性 ， 结构性能 ． 构关系 ） （ ： 本 的 近似假定和模拟 ， 使得其精确的计算结果 的可靠性受到限制 。 另外 ， 这种方法的计算需要专门的程序和
运用知识，输入输出数据量很大，计算技术复杂， 需要专门的技术人员进行分析，不太适合工程设计． 。
的基本方针。 而在三种设计中， 基于性能的抗震设计最能体瑰这种方针的精神 在基于性能的抗震设计
分析方法中，时程分析和静力弹塑性分析 （ 推覆分析 ） 比较好的两个方法。 ・ 是
１静 力分析和 时程分析的局 限
１１ 静 力分 析 的局 限 ． ． ．
混凝土结构的刚度在受力过程中是不断变化的，即 】 ． Ｐ 。传统的静力分析法，采用的是 “ ；厂 Ⅱ Ⅱ 最 小刚度法” ，即使用结构在最大受力情况下的最小刚度 这样 ，虽然偏于安全 ，但不能反映结构在地震 ． 作用下的内力变化情况 ，也不能确定结构的变形和塑性铰的分布。 ‘ ‘
在推覆分析过程中，每一步都要建立结构 的刚度 ，只有找出每个构件 的本构关系 （ － Ａ曲线 ） Ｐ ， 才能确定结构的刚度 。构件的 Ｐ △ 一 关系一般采用从试验滞 回曲线中用回归方法 ，寻找典型骨架线 。 ２３ 推 覆步 骤 ． ． 、 （） １ 施加第 ｎ步荷载增量 【 】 △ ，利用始点线刚度矩阵【 】 （ 从骨架线中得到） ， 求得这一步荷载 增量下的位移增量 ［ 】 △ 。
霍拉山推覆带构造特征及勘探潜力分析
表 １ 焉 耆 盆 地 霍 拉 山推 覆 带 断层 要素 表
注 ：Ｊ ｓ为 三工 河 组 ；Ｊ Ｘ为西 山窑 组 。 ｌ ２
［ 收稿 日期］２ ０ ０ ９—１ —１ ０ ０ ［ 者 简 介 ］ 赵 刚 （ ９ ２一 ，男 ，２ ０ 作 １８ ） ０ ５年 大 学 毕业 ，助理 工 程 师 ，现主 要 从 事石 油物 探 解 释 方 面 的研 究 工作 。
图 １ 焉 耆 盆 地霍 拉 山 推覆 带地 震 层构 造 图
产 生 的 转 换 断 层 。其 走 向 与 Ｆ
断层 基本 一致 ，以北 西 向为 主 ，倾 角相 对较 大 ，呈 “ 雁行 ”状排 列 。这些 断层燕 山期 开始 活动 ，喜 山期 定 型 。其 中 Ｆ 断层 是该 区延伸 长度最 大 的中生界 断层 ，并 且是 霍 拉 山推覆 带下 控 制 中生 界 局部 构 造形 。
石 油 天 然 气 学报 （ 汉石 油学 院 学 报 ） 江
２１ Ｏ Ｏ年 ６ 月
pushover分析
(a)倒三角形加载
(b)抛物线加载
(c)均匀加载
(d)变振形加载
由于在一种固定荷载分布方式作用下不可能预测结构构件的各种变 形情况，因此建议至少用两种固定的侧向荷载分布方式来进行弹塑性分 析。较低的结构可采用倒三角形加载和基本振形加载方式中的一种，与 均匀加载组成两种加载方式； 高层结构可采用基本振形加载，与均匀加 载或变振型加载方式中的一种组成两种加载方式。
00.1
(Tg T
)
2max
[20.21(T5Tg)]max
T (s)
Tg
5T g
6.0
目标位移的确定
等效单自由度体系的周期为
Teq 2
M 2
K
xyrMr Qyr
当结构进入塑性阶段以后，结构的固有黏滞阻尼及滞回阻尼会导 致结构在运动过程中产生耗能的作用，因此需要对需求谱进行折减。
eqe 0
0
ED 4EE
(d)变振形加载
变振型加载（自适应加载，SRSS法） 利用前一步加载获得的结构周期与振型，采用振型分解反应谱法确定
结构各楼层的层间剪力，再由各层层间剪力反算出各层的水平荷载，
作为下一步施加的水平荷载模式，考虑了地震过程中结构上惯性力的
分布，比较合理但工作量大为增加。
（3）随着侧向荷载的增加，结构薄弱部位的构件达到屈服，此时对屈 服的构件的刚度予以修正，然后继续增加侧向荷载直至有新的构件屈服。 1: 将已达到抗弯强度的梁、柱、剪力墙等受弯构件的末端设置为铰接点; 2: 将楼层上已达到抗剪强度的剪力墙去掉; 3: 将已经屈曲、且屈曲后强度下降很快的支撑构件去掉; 4: 对于那些刚度己降低，但可承受更多荷载的构件，则修改其刚度特性。
Sa Vb
5-PUSHOVER分析方法全攻略
4、操作流程详解-配筋输入
（1）配筋条件的输入
步骤同“钢筋混凝土结构抗震分析及设计”
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4、操作流程详解-配筋输入
方法1：利用程序配筋设计的结果
特点：PUSHOVER分析时混凝土构件需配置钢筋，程序直接将设计配筋结果赋予构件。
对于梁柱，“排 序”选为“特性 值”，“更新配 筋”项激活
点“全选”按钮 可自动勾选构件
别忘了最后 更新配筋
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4、操作流程详解-配筋输入
对于墙，“排序” 选为“墙号＋ 层”， “更新配 筋”项激活
ltdn结构性能状况判断结构性能状况判断pushover分析工况分析工况设定需求谱设定需求谱参考阻尼线图中参考阻尼线图中红色线红色线参考周期线图中参考周期线图中白色射线白色射线性能点产生方法两种方法均可性能点产生方法两种方法均可与建筑物新旧相关与建筑物新旧相关性能点性能点性能点处基底剪力控制点的位移
4、操作流程详解
（1）配筋条件的输入；
（2）定义pushover主控数据； （3）定义pushover工况； （4）定义铰特性值，并分配铰； （5）计算与查看pushover分析结果。
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3、pushover分析原理
方法原理： Pushover分析通过考虑构件的材料非线性特点，评估构件进入弹塑性状 态直至到达极限状态时结构性能的方法。 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-Based Seismic Design, 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(target performance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。 分析目的： 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 是否满足预先设定的目标性能。如： 1、通过pushover分析得到结构能力曲线。与需求谱曲线比较，判断结 构是否能够找到性能点，从整体上满足设定的大震需求性能目标。 2、性能点状态下结构的最大层间位移角是否满足规范“层间弹塑性位 移角限值”的要求。（框架1/50,框剪1/100,纯剪1/120,框支层1/120） 3、是否在模拟结构地震反应不断加大的过程中，构件的破坏顺序（塑 性铰开展）和概念设计预期相符， 梁、柱、墙等构件的变形, 是否超过构件 某一性能水准下的允许变形。
内蒙古包头黄河南部地区逆冲推覆构造分析
被 下 白 垩 统 东 胜 组 呈 角 度 不 整 合 覆 盖 。 中侏 罗 统 延 安 组 、 罗 组 为 一 套 含 煤 碎 屑 岩 建 造 ， 大 量植 物 化 直 含 石 ， 该 区 主 要 产 煤 层 位 。 定 组 为 一 套 紫 红 色 杂 色 是 安 含 砾 粗 粒 岩 屑 长 石 砂 岩 、 粗 粒 一 中 细 粒 长 石 砂 岩 中 与 粉 砂 质 泥 岩 构 成 的 多 个 韵 律 层 沉 积 层 理 不 发 育 ， 代 表 一 套 干 旱 气 候 条 件 下 的 河 流 相 沉 积 。 下 白 垩 统 东胜组 分布广 泛 ， 一套 河流相 红色粗碎 屑岩构成 ， 由 产状平 缓 ， 度 不整合 于下伏 地层 和变质 岩系之上 。 角 该 区 自 中 生 代 以来 ， 受 了 两 次 地 壳 构 造 变 形 经 作 用 ： 期 发 生 在 中三 叠 统 二 马 营 组 形 成 之 后 ， 现 早 表 为 区 域 地 壳 升 降 运 动 ， 成 上 三 叠 统 和 下 侏 罗 统 缺 造 失 ， 中 侏 罗 统 延 安 组 与 中 三 叠 统 二 马 营 组 平 行 不 使 整 合 接 触 ； 期 地 壳 变 形 作 用 发 生 在 晚侏 罗 世 ， 现 晚 表 为 由 北 向 南 逆 冲 推 覆 挤 压 变 形 ， 成 了 石 合 拉 沟 逆 形 冲 推 覆 构 造 和 轴 迹 呈 东 西 方 向展 布 的 裙 皱 构 造 ， 使 下 白 垩 统 与 下 伏 地 层 之 间呈 角 度 不 整 合 接 触 。 ２ 石 合 拉 沟 逆 冲 推 覆 构 造 特 征 逆 冲 推 覆 构 造 发 育 在 鄂 尔 多 斯 北 缘 隆起 带 和 河 套 新 生 代 断 陷 盆 地 接 触 带 附 近 ， 于 下 白 垩 统 东 胜 由 组 和 第 四 系 沙 土 覆 盖 ， 在 石 合 拉 沟 至 店 圪 台 一 带 只 断 续 出 露 ， 露 长 度 约 ５ｋ 。 冲 断 层 向 北 倾 斜 ， 出 ｍ 逆 基 底 古 元 古 代 浅 变 质 岩 被 推 覆 到 古 生 界 和 中 生 界 之 上 ， 据 在 逆 冲 前 缘 发 现 的 飞 来 峰 估 计 ， 覆 距 离 至 根 推
23静力弹塑性说明手册
不用选择地震波，推覆荷载采用倒三角、等加速度、振型组合荷载。省去了选择合适地 震波的工作。
可以一次性得到屈服及屈服后的结构性能，结构性能水准及安全储备查看方便、直观。 而动力弹塑性需输入不同的地震动峰值加速度做多次计算后才能做出评价。 工程师可以依据工程具体特征选用弹塑性分析方法。
2.5 能力/需求曲线
在能力/需求曲线菜单中可查看各推覆分析工况的能力曲线与谱曲线。 选择任意工况后，点击应用按钮，弹出该推覆工况下的结构顶层节点位移与基底剪力曲 线，即能力曲线。顶层节点为距离顶层质心最近的节点。
顶层节点位移-基底剪力曲线 将能力曲线与规范谱曲线（地震影响系数曲线）经变换后，由能力谱法计算求取结构在 某地震水平下的性能点。变换前的能力曲线为顶层位移（mm）-基底剪力（kN）关系曲线， 规范谱曲线为周期（s）-影响系数（m/ s^2）关系曲线，变换后的曲线称之为能力谱曲线和 需求谱曲线，能力谱曲线和需求谱曲线均以谱位移 Sd 为横坐标（m）、谱加速度为纵坐标 （（m/s^2），变换后曲线的交点为结构性能点，或者称之为需求位移点（求解过程见第 3 节）。
容许不收敛： 即使迭代求解次数达到最大迭代次数值，软件也不停止计算。而是继续下一个加载步， 本步的残余力累积到下一个荷载步。 停机条件： 通常情况下，如果任何一个楼层的位移角超过正常范围较多时，再往下进行求解已经没 有太大意义，此时应及时停止计算，检查模型后再重新计算。默认值为 1/5，工程师可以根 据经验自行修改。
式中：
γ1
=
∑������������=1(������������ ������������������ ) ∑������������=1(������������ ���������2��������� )
组合模态推覆分析法在某超限高层剪力墙结构中的应用和验证
摘
要
传 统 的推覆 分析 方 法按 一 阶模 态进行 推覆 分析 ， 不 考虑 高阶振 型 的影响 ， 在 高阶振 型影 响较 大
的超 高层 结构 的分析 中 ， 存在 较 大的误 差 。本 文 中使 用考 虑 高阶振 型 影 响 的组 合模 态对 某超 高层 剪 力 墙 结构进 行推 覆 分析 。并将得 到 的整体 反应 结果 与动 力 时程 结 果进 行 对 比 ， 把 其 中最接 近 推覆 分 析层
ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ￣ ｒ ｓ ｉ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ．Ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｗａ ｖ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｔ ｗｏ ｏ ｒ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ａ ｎａ ｌ ｙ ｒ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ．Ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ — ｒ ｙ ｄ ｒ ｉ ｔ ｆ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄａ ｌ ｐ ｕ ｓ ｈ— － ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｆ ｓ 。 。
高强度与普通强度钢材钢框架推覆分析对比
、
图 １ 钢 框 架 尺 寸 图
本 文利 用 有 限元 软件 Ａｎｙ 对 ４种 不 同 强度 钢 ｓｓ
材钢 框 架 进行 静 力 弹塑 性 分 析 ， 比较 高 强 度 钢 材 与 普通 钢 材 钢 框架 的抗 震 性 能 ， 同 受 力 阶 段 的框 架 不
承 载力 、 点 位 移 以及 框 架 的 整 体 刚度 ， 时 探 究 顶 同 了各 个 钢 框 架 在 不 同 受 力 状 态 下 钢 材 本 构 利 用
况， 本文从 有限元分析结 果 中提 取 了关键 点 Ａ 和 Ｂ时 刻各个 钢框架 中 的最大 应力 和应 变 ， 与 钢材 的单轴 并
收 稿 日期 ：ｏ ２０ —７ 修 改 日期 ：ｏ ２０ —７ ２ １—４２ ； ２ １ —５０
在柱顶的所有节点上 ， 水平方 向的荷载施加在左侧柱 节点上， 图 １ 示。 如 所
（）材料本 构 关 系参 数 。本 文对 ４种 强度 钢 材 ３
作者简 介： 白飞云 （９ ６ ， ， １８ 一） 男 安徽淮北人 ， 合肥工业大学硕士生
／ ｉ ｎ
图 ２ 钢框 架有 限元模型
（）加 载方 式 。本 文 的加 载 方 式 为 单 向静 力 加 ２
载 。首先 在 钢框架 柱 的顶 端 施 加 如 图 １所示 的竖 向
荷 载 Ｎ， 取轴 压 比为 ０３进 行 静力 求 解 ， ．， 然后 在 水平
方 向施 加沿 竖 向 呈 倒 三 角 分 布 的水 平 荷 载 Ｐ 、 ： Ｐ 、 Ｐｓ Ｐ ， 和 ４ 在实 际有 限元分 析 中竖 向荷 载平 均 后施 加
以看 出 ， 随着 钢材 强度 的提 高 ， 架在 Ａ 点 和 Ｂ 点 的 框
线性关系且基本重合 ， 整体抗侧移 刚度基本一致 ， 可 看 出强度 高 的钢框 架 的底 部剪 力一 点位 移 曲线 弹性 顶 段较 长 ， 主要是 因为 钢 材 的 弹 性模 量 相 同 ， 材 的屈 钢
1-钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析
例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析
13.荷载组合
主菜单选择 结果>组合>荷载组合: 一般组合：用于查看内力变形等，一般组合中有包络组合 混凝土设计：用于结构设计部分组合 点击自动生成 设计规范：GB50010-10
注： 1. 考虑双向地震， 勾选双向地震“考 虑正交结果”，程序 会在荷载组合中自 动添加。 2.用户亦可自定义 所需的荷载组合， 先在左侧名称一栏 定名称，在右侧选 择荷载工况和组合 系数。
例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析
10．定义结构类型
主菜单选择 结构>类型>结构类型： 三维分析，地震荷载作用方向 结构类型：3-D (三维分析) 将结构的自重转换为质量：转换到 X、Y (地震作用方向)
注： 当只考虑水平向 地震作用的时候，转 换到 X、Y 方向；需要 考虑竖向地震分析的 话，要转换到 X、Y、Z 三个方向上。
2
例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析
1.简介
本例题介绍使用 midas Gen 的静力弹塑性分析功能来进行抗震设计的方法。例题模
型为九层钢筋混凝土框-剪结构。(该例题数据仅供参考)
基本数据如下：
轴网尺寸：见平面图
柱:
500mmx500mm
主梁： 250mmx600 mm
混凝土： C30
图 23 定义结构类型
20
例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析
11.定义质量
主菜单选择 荷载>静力荷载>结构/质量>节点质量>将荷载转换成质量 质量方向：X，Y 荷载工况：DL LL 组合系数：1.0 0.5
注：此处转换的荷 载不包括自重。
图 24 荷载转换成质量
12.运行分析
实例4 框架结构推覆分析 - 陈学伟的博客-dinochencom
实例4 框架结构推覆分析1)问题描述：本例是一个典型的高层结构静力弹塑性分析的实例，也称为Push-Over实例，即结构施加恒定的重力荷载后，施加一定分布模式（如倒三角形模式）的侧向力，实现位移控制加载，使结构达到目标位移的分析过程。
实体为四层混凝土框架结构，梁柱截面如下图所示，梁截面为B300×600、B300×500，柱截面为C400×400、C400×600。
混凝土本构及钢筋本构如下图所示。
混凝土楼板厚度均为120mm，附加恒荷载DEAD为1.5kN/m2，活载LIVE为2.0kN/m2，重力荷载代表值组合为1.0×DEAD+0.5×LIVE。
求Push-Over曲线的全过程。
2)ETABS模型建模（1） 建立ETABS模型，建立梁柱混凝土截面及建立几何模型，如下图所示。
梁柱截面定义时，名字的首字母应为“N”，本实例采用非线性梁柱单元模拟。
图 ETABS建立框架的几何模型图 ETABS截面定义窗口（2） 定义混凝土楼板，材料采用C40，120mm厚，采用膜单元，即【Membrane】单元。
该单元可以将楼板上的均布荷载转化为梁上的线荷载，原理如下图所示，采用双向板塑性铰线导荷，将楼板的均布荷载转化了三角形荷载或梯形荷载施加梁构件，因此，在OPENSEES模型中，可以不建立楼板单元。
注意：OPENSEES只支持输入均布荷载，对于三角形荷载或梯形荷载可以通过等效合力（剪力）计算转化为均布荷载，如下图所示。
梯形荷载转化为均布荷载（3） 选取全部楼板单元，点击菜单【Assign】→【Shell/Area Loads】→【Uniform】，混凝土楼板自重：2=×=250.123/g kN m施加荷载p为：21.0(1.5)0.52.07.5/=×++×=p g kN m荷载工况选DEAD。
由于考虑自重，将DEAD工况的自重系数改为1。
永春县含春井田F31推覆断层特征及其控煤情况分析
层 面 空 间 形 态 见 网
２
含 春 井 田位 于 闽 西 南 拗 陷 的 东 条 带 ．天 湖 山 煤 矿 区 西
部 。 区 内 褶 皱 和断 裂 发 育 ， 以 Ｆ。 覆 断 层 为 甚 。 由 于 Ｆ 尤 推
推 覆 断层 通 过 全 矿 区 ． 含春 井 田 被 拦 腰 切 割 成 地 层 特 征 和 构 造 形 态 不 一 的 ２个 地 质 体 ． 不 但 影 响 到 井 型规 模 、 井 开 它 矿 拓 布 置 ． 影 响 到 巷 道 掘 进 率 、 作 面 正 常 的安 全 生 产 开 还 Ｔ 现
境
永 春 告食 春 井 田 Ｆ１ 覆 断层 特征 ３推 ＆共 茬 镍 情况 分 斫
黄德 理
（ 建 省 １ ７煤 田地 质勘 探 队 福 ９
福 建 泉 州 ３ ２０ ） ６ ００
摘 要 从 分析 天 湖 山煤 矿 区含 春 井 田 Ｆ。 覆 断 层 特 征 入 手 ， 合 含 春 矿 井 巷 道 实 际 揭 露 情 况 ． 定 Ｆ。 覆 断 层 在 含 春 推 结 确 推 矿 井 各 水 平巷 道 中所 处 的 位 置 ， 在 ７ ０ 水 平二 西巷 、 西巷 、 即 ０ｍ 三 南集 运 巷 ，７ ｍ 水 平 二 西巷 、 西巷 、 西巷 、 集运 巷 ，５ ｍ ６５ 三 四 南 ６０ 和 ６ ５ 水 平二 西巷 、 西巷 ６ ２ｍ 三 ０号 煤 层 底 板 破 碎 带 经 过 ． ．并根 据 Ｆ， 覆 断层 的 推 覆 方 向及 产 状 判 断 断 层 出露 点 以 东地 层 为 推 断层 下盘 ； 层 下 盘 为 原地 沉 积 系统 ， 裂 不 发 育 ， 可 采 煤 层 较 多 ， 煤 层 含 煤 性 、 定 性 和 可 采 性 较 好 ， 作 为 矿 井 下 一 步 断 断 含 且 稳 可
单层厂房结构Pushover分析介绍与在Sap2000中的应用
单层厂房结构Pushover 分析介绍与在Sap2000中的应用Ξ赵旭光,杨松岭(西安建筑科技大学土木工程学院,西安 710055)摘 要:Pushover 分析方法是一种逐渐得到广泛应用的评价结构在罕遇地震作用下,抗震性能的简化方法,已被引入我国抗震规范所采用。
本文介绍了Pushover 分析的基本原理和实施Pushover 分析的关键步骤以及Sap2000程序中Pushover 方法的基本原理和方法,举出单层厂房Pushover 分析实例,表明Sap2000程序可以较方便的实现单层厂房结构的Pushover 分析,Pushover 方法也可以对一般单厂结构的罕遇地震作用下的抗震性能做出合理的评价。
关键词:Pushover 分析;能力谱;需求谱;目标位移中图分类号:TU311.41 文献标识码:A 文章编号:1000-7717(2007)04-0081-04TheIntroductionofPushoverAnal ysisUsedinOne -storyIndustrialBuildin g &AccomplishedinSa p 2000ZHAOXu 2guang,YANGSon g 2ling(Institute of Civil Engineerin g ,Xi ’an Universit y of Architecture&Technology ,Xi ’an 710055,China )Abstract:The pushoveranal ysishas graduallybecomeawides preadsim plifiedmethodintheuseofevaluatin gastructure ’sca 2pacityinresistin garareearth quakeaction,andourcountrycodehasintroducedthemethod.Thisarticlereferstothebasicprincipleofthe pushovermethod,providestheke yste psforim plementin gthe pushoveranal ysis,andalsointroducestheprinci 2plesandmethodsinsap2000foraccom plishing pushoveranal ysis.Takeanexampleofone-storyindustrialbuildin g,whichdemonstratesthat pushoveranal ysiscanbeeasil yaccom plishedb yusin gsa p2000,and provesthatthepushoveranal ysiscanbeusedina ppraisingtheseismicresistantcapacityofthosenormalone-storyindustrialbuildin gs.Ke ywords:pushoveranal ysis;capacitys pectrum;demands pectrum;tar getdis placement1 引言Pushover 分析法本质上是一种与反应谱相结合的静力弹塑性分析方法,并没有严密的理论基础,利用静力弹塑性分析(PushoverAnal ysis )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,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、受力是否满足抗震设计要求,并对结构的抗震性能做出评价。
静力弹塑性分析在ETABS程序中的应用参数设
静力推覆分析的适用范围 ✓什么情况下需要考虑使用静力推覆分析？ ✓这种方法过时了吗？
5
静力推覆分析的适用范围
高度?
6
静力推覆分析的适用范围
难度?
7
静力推覆分析的适用范围
✓什么情况下需要考虑使用静力推覆分析？ 一般认为：超A级高度建筑、或者特别不规则建筑、或者 存在高位错层转换等明显薄弱部位的一般不规则建筑， 均需要做弹塑性分析。 ✓这种方法过时了吗？是否一使用动力弹塑性时程分析静 力推覆分析就靠边站了呢？ 否
（3）杆构件塑性铰定义中的参数——程序默认P-MM铰参数与设计
值的差异 按我国规范——独立设计的构件截面P-MM参数
800x800，1%
Nmax=15379 kN
18000
N-M相关曲线
Mmax=1714 kN.m
15000
800X800-C50
12000
N-值 kN
右图按GB50010-2002 由此能得到更加贴近我国实情的 P-MM包络线
因此按实算P-M输入为宜
9000 6000
3000
0 0
500
1000 1500 2000
M-值 kN.m
23
ETABS中推覆分析的参数 及其设置方法
（3）杆构件塑性铰定义中的参数——M铰参数 300x500，C30， ρ端部=1.2%（支座顶筋）； ρ端部=0.52%（支座底筋） ETABS默认铰结果： Mpos=95.1 kN.m Mneg=155.1 kN.m ETABS设计结果：
30
C20
C30
25
C35
C40
C50
C60
20
C70
15
10
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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
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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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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。
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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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
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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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。
规范要求 。
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4. 结论
(3)推覆分析性能评价认为 ,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
CONTENTS
1
结构概况
2 3 4
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 。
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
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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
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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。
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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 。
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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(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
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。
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
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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