PUSHOVER分析

静力非线性（Pushover）分析

静力非线性（包括 pushover）分析是一个强有力的功能，仅提供在ETABS 非线性版本中。除了为基于抗震设计性能执行 Pushover 分析外，此功能还可用于执行常规静力非线性分析和分段式（增加）构造的分析。

执行任何非线性将花费许多时间与耐性。在执行静力非线性分析前，请仔细阅读下列全部信息。要特别注意其中的重要事项。

非线性

静力非线性分析中可以考虑几类非线性特征。

在框架/线单元中不连续的用户定义铰的材料非线性。铰沿着任何框架单元长度指定到任何位置数上（参见线对象的框架非线性铰指定）。非耦合弯矩、扭矩、轴力和剪力铰是有效的。也有根据铰位置上的交互作用轴力和弯矩所屈服的耦合 P-M2-M3 铰。在相同的位置可存在多于一种的铰类型。例如，可以指定一个 M3（弯矩）和一个 V2（剪力）铰到框架单元的相同端部。所提供的默认铰属性是基于 ATC-40 和 FEMA-273 标准的。

在连接单元中材料的非线性。有效非线性特征包括沿任何自由角度的缝隙（仅压力）、hook（仅张力）、单轴塑性，以及两种基本隔震器类型（双轴塑性和双轴磨擦/摆动）（参见线对象的连接属性指定）。连接阻尼属性在静力非线性分析中没有效应。

所有单元中的几何非线性。可以选择仅考虑 P-△ 效应或考虑 P-△ 效应加上大位移（请参见几何非线性效应）。大位移效应考虑变形配置的平衡，并允许用于大平移和旋转。但是，每个单元中的应变被假设保留为小值。

分段（顺序）施工。在每个分析工况中，可按阶段施工顺序添加或删除构件（请参见静力非线性分段施工）。

分析工况

静力非线性分析可由任何数量的工况组成。每个静力非线性工况在结构中可有不同的荷载分布。例如：典型静力非线性分析可由三种工况组成。

第一种为结构应用重力荷载，其次为在结构的高度上应用一个横向荷载分布，第三种将在结构高度上应用另一个横向荷载分布。

静力非线性工况可从零初始状态开始，或从前一工况末的结果开始。

在前一例子中，重力工况将从零初始状态开始，两个横向工况可从重力工况末开始。

每个分析工况可由多个施工阶段组成。例如：这可能在结构逐层施工中被用于重力分析工况。

静力非线性分析工况完全独立于所有 ETABS 中其它的分析类型。尤其是，任何为线性和动态分析执行的初始 P-Δ分析在静力非线性分析工况中没有影响。只有线性模态形状交互作用可在静力非线性工况中用于荷载。

静力非线性分析工况可被用于设计。通常把线性和非线性结果组合起来没有意义，所以可以被用于设计的静力非线性工况应包括所有的荷载、适当的尺度，它们可为设计检查进行组合。

荷载

应用在给定的静力非线性工况结构上的荷载分布，定义为下列的一个或多个项的成比例组合：

任一静载工况。

在三个全局方向的任一方向上的匀加速度作用。在每个节点力对于从属此节点的质量是成比例的，并在指定的方向上产生作用。

任何特征或瑞兹模态的一个模态荷载。在每个节点的力与模态位移、模态角速度的平方（w2）以及从属此节点质量的乘积成比例，并在模态位移方向上作用。

每个建筑构造方案的荷载组合是增加的，即如果是开始于前一个静力非线性工况，它是对已经在结构上作用的荷载的额外补充。

在单一工况下的分段施工期间，当被添加时，所指定的荷载应用到每个阶段。如果在分段施工期间一个单元被删除，则删除全部被此单元携带的荷载（包括来自于以前工况的荷载）。

荷载控制

应用荷载有两类明显不同的控制。每个工况可使用一个不同的荷载控制类型。选择通常根据荷载的物理性质与结构的预期性能：

力控制。应用全部指定的荷载组合。当已知荷载（如重力荷载），且预期结构能够支承此荷载时，应当使用力控制。分段施工需要力控制。

位移控制。结构中被监控的单一位移分量（或成对位移）是被控制的。需要对荷载组合的数量增减，直到控制位移达到指定的数值为止。当找到了指定的位移（如抗震荷载）时，此处应用的荷载量事先是不知道的，或当结构可预期失去强度或变成不稳定时，应使用位移控制。位移控制不能用于分段施工。

分析结果

从静力非线性分析中可获得几种输出类型：

基底反力和监控的位移可以被出图。

沿 Pushover 曲线上每个点的基底反力 vs 监控的位移数值表格，连同超过其铰属性强制位移曲线上某些控制点的铰数量表格，可在屏幕上查看、打印或保存为文件。

基底反力 vs 监控的位移可按 ADRS 格式出图，此处垂直轴是谱加速度，而水平轴是谱位移。需要的谱可在出图上被重叠。

将能力谱（ADRS 能力与需求曲线）、有效周期与有效阻尼的数值制成表格，以在屏幕中进行查看、打印或保存为文件。

铰排列的顺序与每个铰的色标状态可按图形方式进行查看，根据逐步原则，静力非线性工况可按步进行。

构件力和应力也能以图形化方式进行查看，根据逐步原则，静力非线性工况可按步进行。

所选构件的构件力和铰结果可写入为电子表格格式的文件，随后在电子数据表格程序中处理。

所选构件的构件力和铰结果可写入到 Access 数据库格式的文件中。

步骤

下列常规步骤顺序涉及执行静力非线性分析：

生成一个与任何其它分析一样的模型。注意：虽然其它单元类型可显示在模型中，但框架和连接单元限制为材料非线性。

即便要定义静力荷载工况，也需要在静力非线性分析中使用（定义菜单 > 静力荷载工况命令进行访问）。

定义任何框架单元的钢或混凝土设计所需的静力或动力分析工况。

如需要定义铰属性，可通过定义菜单 > 框架非线性铰属性命令进行。

如需要指定铰属性，可通过设定菜单 > 框架/线 > 非线性铰命令进行。

如需要定义非线性连接属性，可通过定义菜单 > 连接属性命令进行。

如需要铰连接属性指定到框架/线单元上，可通过设定菜单 > 框架/线 > 连接属性命令进行。

运行基本线性和动态分析（通过分析菜单 > 运行命令进行）。

如果任何混凝土铰属性是基于默认数值的，以便被程序所计算，用户就可执行混凝土设计，决定使用的钢筋。

如果任何钢铰属性是基于默认数值的，以便被程序所计算，用户就可执行钢设计，程序决定使用合适的截面。

对于分段施工，定义代表各完成施工阶段的组。

定义静力非线性工况（定义菜单 > 静力非线性/Pushover 工况命令进行）。

运行静力非线性分析（分析菜单 > 运行静力非线性分析命令进行）。

复查静力非线性结果（显示菜单 > 显示静力 Pushover 曲线命令）、（显示菜单 > 显示变形后形状命令）、（显示菜单 > 显示构件力/应力图命令）和（文件菜单 > 表格打印 > 分析输出命令）。

执行任何利用静力非线性工况的设计检查。

按需要修订模型并反复进行。

重要事项

进行非线性分析需要时间与耐心。每个非线性问题都不一样。预计您需要一定的时间来学会解决每个新问题的最佳方法。

从简单开始，并逐步完善。确保模型性能在线性荷载与模态分析下如所期望的那样。宁可起始在预期为最大非线性域中逐步添加铰，也不在起始就到处使用铰。使用不丢失主构件强度的铰模型开始；可在以后修改铰模型或重新设计结构。

执行没有非线性几何形的初始分析。添加 P－Δ效应，最终很有可能导致大面积的破坏。以适度目标位移和有限制的步骤数量开始。在开始时，目标应是快速执行分析，以便可得到建模的体验。当通过建模实践增长了信心，可更进一步地学习，并考虑到更极端的非线性状态。

在数学上，静力非线性分析不总是保证有唯一的解决方案。动态分析的惯性效应可遵循真实世界结构路径的限制。但这不是真实的静力分析，尤其在由于材料或几何非线性造成失去强度的不稳定工况下。

小规模改变属性或荷载可导致在非线性反应中大规模的改变。由于这种原因，考虑许多不同的荷载工况是相当重要的，而且可在结构属性变化效果的敏感度进行研究。

静力非线性工况数据

对话框：静力非线性工况数据

访问静力非线性工况数据对话框，可使用定义菜单>静力非线性

/Pushover工况命令，并点击添加新工况或修改/显示新工况按钮静力非线性工况数据对话框具有下列域:

选项域