Pushover分析用户手册
PUSHOVER分析
提要：本文首先介绍采用Midas/Gen进行Pushover分析的主要方法及使用心得，然后结合工程实例进行具体说明，其结果反映出此类结构在大震下表现的一些特点，可供类似设计参考。
关键词：Pushover 剪力墙结构超限高层 Midas/Gen静力弹塑性分析（Pushover）方法是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，本质上是一种静力分析方法。
具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力，单调加荷载并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）即修改其刚度（或使其退出工作），进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），得到结构能力曲线，并判断是否出现性能点，从而判断是否达到相应的抗震性能目标[1]。
Pushover方法可分为两个部分，第一步建立结构能力谱曲线，第二步评估结构的抗震性能。
对剪力墙结构体系的超限高层而言，选取Pushover计算程序的关键是程序对墙单元的设定。
SAP2000、ETABS软件没有提供剪力墙塑性铰，对框-剪结构可将剪力墙人工转换为模拟支撑框架进行分析；对剪力墙结构来说，进行转换不可行。
而Midas/Gen程序提供了剪力墙Pushover单元（类似薄壁柱单元，详见用户手册），对剪力墙能够设置轴力－弯矩铰以及剪切铰。
下面将详细介绍如何在Midas/Gen中进行Pushover分析的步骤（以Midas/Gen 6.9.1为例）：一 Pushover分析步骤1. 结构建模并完成静力分析和构件设计直接在Midas/Gen中建模比较繁琐，可以用接口转换程序从SATWE(或其他程序如SAP2000)中导入。
SATWE转换程序由Midas/Gen提供，会根据PKPM的升级而更新。
转换仅需要SATWE中的Stru.sat 和Load.sat文件。
转换时需要注意的是，用转换程序导入SATWE的模型文件后，形成的是Midas/Gen的Stru.mgt文件，是模型的文本文件形式，需要在Midas/Gen中导入此文件，导入后还应该注意以下几个问题：1) 风荷载及反应谱荷载没有导进来，需要在Midas/Gen中重新定义；2) 需要定义自重、质量；3) 需要定义层信息，以及墙编号；此外，还应注意比较SATWE的质量与Midas/Gen的质量，并比较两者计算的周期结果实否一致。
Pushover的侧向荷载及分析工况
Pushover 的侧向荷载及分析工况一般需要多个分析工况。
一个典型的Pushover 工况可能由3个以上工况构成：第一个将施加重力荷载给结构，第二个和第三个可施加不同的侧向荷载。
Pushover 分析是非线性的，所以将分析结果和其他线性和非线性分析叠加是不合理的。
侧向荷载的分布方式，即应反映出地震作用下各结构层惯性力的分布特征，又应使所求得位移，能大体真实地反映地震作用下结构的位移状况。
事实上，由于任何一种荷载分布方式都不可能反映结构全部的变形及受力要求，因为不论用何种分布方式，都将使得和该加载方式相似的振型作用得到加强，而其他振型的作用则被削弱。
而且，在强地震作用下，结构进入弹塑性状态，结构的自振周期和惯性力大小及分布方式也因之变化，楼层惯性力的分布不可能用一种分布方式来反映。
因此，最少用两种以上的荷载分布方式进行Pushover 分析。
结构目标位移的确定和水平荷载模式的选择，将直接影响对结构抗震性能的评估结果。
Pushover 分析尚存的某些缺陷也主要反映在这两个方面。
其中，后者又直接决定了结构塑性铰开展过程。
FEMA - 273 推荐三种形式水平荷载加载模式：为表述方便，首先定义第i 层的水平加载系数为i 层的水平荷载增量与加载底部总剪力增量的比值。
1) 均匀分布：各楼层侧向力可取所在楼层质量；结构各层水平荷载与该层重力荷载代表值成正比，结构在第i 层的水平加载系数i δ为：1/Ni i i i G G δ==∑其中，i G 为结构第i 层的重力荷载代表值；N 为结构总层数。
2) 倒三角形分布：结构振动以基本振型为主时的惯性力的分布形式，类似于我国规范中用底部剪力法确定的侧向力分布；1/Ni i i i i i G H G H δ==∑其中，i H 为结构第i 层距地面的高度。
3) SRSS 分布：反应谱振型组合得到的惯性力分布。
这种加载模式更接近于真实的水平地震荷载分布情况，结构在第i 层的水平加载系数i δ为：i V =1i i i F V V +=− 1/i i F V δ=其中，j α为j 周期对应的地震影响系数；mj X 为j 振型m 层的水平相对位移；j γ为j振型参与系数；n 为考虑的振型个数；i V 和i F 分别为i 层的地震剪力和地震作用。
PKPM软件说明书-弹塑性静力动力分&析软件EPDAPUSH破解版
第一章 PUSH&EPDA软件基本功能和运行环境 ................................................ 4
1.1 PUSH&EPDA程序基本功能 .......................................................................... 4 1.2 PUSH&EPDA程序的运行环境 ...................................................................... 5 1.2.1 PUSH&EPDA程序硬件要求..................................................................... 5 1.2.2 PUSH&EPDA程序管理............................................................................. 6 1.2.3 PUSH&EPDA程序数据文件管理 ............................................................ 6 1.3 如何有效地使用弹塑性分析软件PUSH&EPDA ......................................... 7 1.3.1 如何利用PUSH&EPDA程序指导设计 ................................................... 7 1.3.2 如何高效使用PUSH&EPDA程序 ........................................................... 8
建筑弹塑性分析PUSHOVER
Dy 能力谱曲线中屈服点的位移值； （3）根据延性系数 ，计算等效阻尼比 eq
（4）根据等效阻尼比折算弹性反应谱，并将其 转化为AD格式作为需求谱，将其与静力推覆 能力曲线叠加得到交点处的位移值 D j； （5）如果 ( D j Di ) / D j 误差允许值 ，则目标位移 Di，并重复（2）~（5） Dj Di 等于 ，否则，令 步。
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。
Sd
4
eq 2
Sa g
需要获得弹塑性抗震性能需求谱，调整阻 尼即通过将结构的弹塑性耗能等效为阻尼 耗能后，采用等效阻尼来折减线弹性需求 谱。
2 1 total eq eq Teq Te eq ； ；
等到下式，证明过程略
为延性系数
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
h
k i i k j
h
j 1 j
n
Vb
（2）第一振型比例型侧力分布
Fi 1i Vb
（3）振型组合侧力分布
Vi
(
s j i s
m
n
j sj
As )
2
第二组 （1）质量比例型侧力模式
缺点 理论基础不严密 是一种静力分析方法
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。
(a)倒三角形加载
(b)抛物线加载
均匀加载
Pj
V n
(c)均匀加载
(d)变振形加载
此模式适宜于刚度与质量沿高度分布较均匀，且薄弱层为底层的结构。
(a)倒三角形加载
(b)抛物线加载
(c)均匀加载
(d)变振形加载
倒三角加载（底部剪力法模式）
Pj
W jhj
n
V
W ihi
i1
此模式适宜于高度不大于40米，以剪切变形为主且刚度与质量沿高度
2021/10/10
26
Chopra提出的弹塑性反应谱曲线 （不需要迭代求解）
SdpRSd
R(2T)2Sa
R表示由于结构的非弹性变 形对弹性地震力的折减系数
R(1)T1
T0
TT0
R TT0
T00.650.3TgTg
采用Push-over方法对 抗震性能进行评估
最简单的方法是直接得到目标位移点（性能点）与结构的能力曲线。 得到性能点后，经过转化可以得到能力曲线上相应的点，能力曲线上的每 一个点都对应着结构的一个变形状态。根据性能点对应的变形，可以对结 构进行以下方面的评价：顶点侧移和层间位移角是否满足抗震规范规定的 位移限值；构件的局部变形（指梁、柱等构件的塑性铰变形），检验他是 否超过建筑某一性能水平下的允许变形；结构构件的塑性铰分布是否构成 倒塌机构。
PUSHOVER分析方法全攻略
PUSHOVER分析方法全攻略作为一种常用的风险评估方法，PUSHOVER分析（Pushover Analysis）是一种基于位移的结构性能评估方法，可用于评估结构在地震等外部力作用下的破坏性能。
PUSHOVER分析的基本原理是通过对结构进行逐步加载，计算结构的位移响应，并在每个加载级别上评估结构的非弹性变形。
其中，位移响应与荷载之间的关系被表示为荷载位移曲线（Load-displacement Curve），曲线上的各点对应于结构在不同荷载水平上的位移响应。
为了进行PUSHOVER分析，以下是一些主要步骤和技术，供参考：1.结构模型准备首先，需要准备一个精确的结构模型，包括准确的几何形状、结构材料性质以及荷载。
模型可以通过各种建模软件进行创建，如ETABS、SAP2000等。
2.定义截面性能曲线对于每个结构构件，需要定义其截面的性能曲线。
这些曲线一般采用双切模型（Bi-linear Model）或多切模型（Multi-linear Model）来表示构件的力-位移响应。
3.建立非线性弹簧模型根据结构的截面性能曲线，需要建立每个构件的非线性弹簧模型。
这些弹簧模型可以通过弹簧刚度系数和屈服强度等参数来表示。
4.定义加载方式定义结构的加载方式，包括单项或多项加载。
在推进分析中，通常采用单项加载，即逐步增加水平荷载。
5.设定分析参数根据需要，设定分析的参数，包括推进步长、最大推进步数以及各构件的水平刚度。
6.进行PUSHOVER分析根据设定的加载方式和分析参数，进行PUSHOVER分析。
在每个加载步骤中，计算结构的位移响应，并绘制荷载位移曲线。
7.评估结构性能根据荷载位移曲线，评估结构的性能，包括塑性铰的形成、破坏模式以及结构的侧向刚度退化等。
8.修正分析结果在分析过程中，根据实际情况对模型进行修正。
例如，在形成塑性铰后，可以调整结构的刚度或强度参数。
9.分析结果报告最后，将分析结果整理成报告，包括结构的性能评估、塑性铰的位置和破坏模式等信息。
浅谈静力弹塑性分析(Pushover)的理解与应用
浅谈静力弹塑性分析（Pushover ）的理解与应用摘要：本文首先介绍采用静力弹塑性分析（Pushover ）的主要理论基础和分析方法，以Midas/Gen 程序为例，采用计算实例进行具体说明弹塑性分析的步骤和过程，表明Pushover 是罕遇地震作用下结构分析的有效方法。
关键词：静力弹塑性 Pushover Midas/Gen 能力谱 需求谱 性能点一、基本理论静力弹塑性分析方法，也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种静力分析方法，在一定精度范围内对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析。
简要地说，在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力或侧向位移，单调加荷载（或位移）并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）即修改其刚度（或使其退出工作），进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到控制点达到目标位移或建筑物倾覆为止，得到结构能力曲线，之后对照确定条件下的需求谱，并判断是否出现性能点，从而评价结构是否能满足目标性能要求。
Pushover 分析的基本要素是能力谱曲线和需求谱曲线，将两条曲线放在同一张图上，得出交会点的位移值，同位移容许值比较，检验是否满足特定地震作用下的弹塑性变形要求。
能力谱曲线由能力曲线（基底剪力-顶点位移曲线）转化而来（图1）。
与地震作用相应的结构基底剪力与结构加速度为正相关关系，顶点位移与谱位移为正相关关系，两种曲线形状一致。
其对应关系为：1/αG V S a =roofroof d X S ,11γ∆=，图1 基底剪力-顶点位移曲线转换为能力谱曲线其中1α、1γ、roof X ,1分别为第一阵型的质量系数，参与系数、顶点位移。
该曲线与主要建筑材料的本构关系曲线具有相似性，其实其物理意义亦有对应，在初始阶段作用力与变形为线性关系，随着作用力的增大，逐渐进入弹塑性阶段，变形显著增长，不论对于构件，还是结构整体，都是这个规律。
需求谱曲线由标准的加速度响应谱曲线转化而来。
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”
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
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
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
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。
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
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。
SAP2000之Pushover分析
Pushover分析：基本概念静力非线性分析方法（Nonlinear Static Procedure），也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法。
静力非线性分析是结构分析模型在一个沿结构高度为某种规定分布形式且逐渐增加的侧向力或侧向位移作用下，直至结构模型控制点达到目标位移或结构倾覆为止。
控制点一般指建筑物顶层的形心位置；目标位移为建筑物在设计地震力作用下的最大变形。
Pushover方法的早期形式是“能力谱方法”(Capacity Spectrum Method CSM)，基于能量原理的一些研究成果，试图将实际结构的多自由度体系的弹塑性反应用单自由度体系的反应来表达，初衷是建立一种大震下结构抗震性能的快速评估方法。
从形式上看，这是一种将静力弹塑性分析与反应谱相结合、进行图解的快捷计算方法，它的结果具有直观、信息丰富的特点。
正因为如此，随着90年代以后基于位移的抗震设计(Diaplacement-Based Seismic Design,DBSD)和基于性能(功能)的抗震设计(Performance-Based Seismic Design. PBSD)等概念的提出和广为接受，使这种方法作为实现DBSD和PBSD的重要工具，得到了重视和发展。
这种方法本身主要包含两方面的内容：计算结构的能力曲线(静力弹塑性分析)、计算结构的目标位移及结果的评价。
第一方面内容的中心问题是静力弹塑性分析中采用的结构模型和加载方式；第二方面内容的中心问题则是如何确定结构在预定地震水平下的反应，目前可分为以ATC-40为代表的CSM和以FEMA356为代表的NSP （Nonlinear Static Procedure，非线性静力方法)，CSM的表现形式是对弹性反应谱进行修正，而NSP则直接利用各种系数对弹性反应谱的计算位移值进行调整。
两者在理论上是一致的。
在一些文献中将第一方面的内容称为Pushover，不包括计算目标位移和结果评价的内容。
sap2000弹塑性分析方法
SAP2000弹塑性分析方法运用总结结构的抗震设计一般可通过三个方面来实现，一种是增加结构的截面和刚度来“抗震”，此时如果要使结构在大震作用下保持弹性状态，结构需要具有如右图所示的承载能力，此时结构的设计截面会变得非常不经济；第二种方法是容许结构发生一定的塑性变形，并保证结构不发生倒塌的"耐"震设计（或叫延性设计）；第三种方法是通过一些装置地震响应比较（如阻尼器、隔振装置等）来吸收能量的"减"震或"隔"震设计。
当结构和结构构件具有一定的延性时，大震作用下部分构件会发生屈服，此时结构的周期会变长，结构周期的变长反过来减小了地震引起的惯性力，即塑性铰的出现吸收了部分地震能量，从而避免了结构的倒塌。
对结构抗震性能的评价以往多从强度入手，但结构在发生屈服后仍具有一定的耗能和变形能力，因此用能够反映结构延性和耗能能力的变形评价结构的抗震性能应更为合适。
通过动力弹塑性分析我们不仅要了解结构发生屈服和倒塌时的地震作用的大小，同时也要了解结构的变形能力（弹塑性层间位移角、延性系数等）、构件的变形能力、铰出现顺序等，从而实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准设防目标。
目的：1) 评价建筑在罕遇地震下的抗震性，根据主要构件的塑性破坏情况和整体变形情况，确认结构是否满足性能目标的要求。
2) 研究超限对结构抗震性能的影响，包括罕遇地震下的最大层间位移；3)根据以上分析结果，针对结构薄弱部位和薄弱构件提高相应的加强措施。
弹塑性分析两种方法：1、静力弹塑性方法push-over2、动力弹塑性时程分析《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》)第1.0.1条中规定了三水准设防目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
《抗规》5.5.2条中分别规定了"应"进行弹塑性变形验算和"宜"进行弹塑性变形验算的结构。
PUSHOVER分析方法全攻略
北京迈达斯技术有限公司
CCooppyyriigghht tⓒⓒ20200-0200-0270M0ID3 AMSIIDnAfoSrmIantfionrmTaetcihonnoloTgeycChnoo.,lLotdg.y
内容目录
• 1 大震分析程序简介 • 2、MIDAS/Gen适用范围 • 3、 pushover分析原理 • 4、操作流程详解 • 5、 常见问题与解答
可以做墙元。——操作便利，但 人为可干预性较弱。
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
2、MIDAS/Gen适用范围
高层结构 空间结构 体育场
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
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。
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
1、主要大震分析程序
方法
优缺点
应用程序 主要特点
1、优点：方法简单，便于理解。与动力时
静力弹塑性 程分析法相比，Pushover方法概念清晰， 实施相对简单，能使设计人员在一定程度
分析
性能点处基底剪力、控制点的位移。可与小震下基底剪力及控制点位移 比较，判断大震pushover分析结果的合理性。一般为3～4倍。
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��������� )
ETABS中Pushover的使用
ETABS中Pushover的使用一、静力弹塑性分析的基本原理ETABS程序提供的Pushover的分析方法，主要基于两本手册，一本是由美国应用技术委员会编制的《混凝土建筑抗震评估和修复》(ATC一40)，另一本是由美国联邦紧急管理厅出版的《房屋抗震加固指南》(FEMA273／274)。
混凝土塑性铰本构关系和性能指标来自于ATC 一40，钢结构塑性铰本构关系和性能指标来自于(FEMA273／274)，而Pushover方法的主干部分，即分析部分采用的是能力谱法，来自于ATC一40。
其主要步骤如下：(1)用单调增加水平荷载作用下的静力弹塑性分析，计算结构的基底剪力一顶点位移曲线。
(2)建立能力谱曲线。
(3)建立需求谱曲线。
需求谱曲线分为弹性和弹塑性两种需求谱。
对弹性需求谱，可以通过将典型(阻尼比为5％)加速度S 反应谱与位移S 反应谱画在同一坐标系上。
对弹塑性结构需求谱的求法，一般是在典型弹性需求谱的基础上，通过考虑等效阻尼比或延性比两种方法得到折减的弹性需求谱或弹塑性需求谱。
ATC一40采用的是考虑等效阻尼比的方法。
(4)性能点的确定将能力谱曲线和某一水准地震的需求谱画在同一坐标系中，两曲线的交点称为性能点，性能点所对对应的位移即为等效单自由度体系在该地震作用下的谱位移。
将谱位移转换为原结构的顶点位移，根据该位移在曲线中的位置，即可确定结构在该地震作用下的塑性铰分布、杆端截面的曲率、总侧移及层间侧移等，综合检验结构的抗震能力。
若两曲线没有交点，说明结构的抗震能力不足，需要重新设计。
在输入已知条件时，需要注意的是：程序中的地震反应谱与我国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2oo1)的地震反应谱表达方式略有不同，需经等效后换成程序中的系数。
二、计算步骤2.1 建立模型、内力分析和配筋利用程序，求出构件在设计规范规定的各种荷载工况下的内力并配筋，其中柱最大配筋率为1％，梁最大配筋率为1．5％。
内力分析时，梁、柱用框架单元模拟，现浇板、用壳单元模拟，由于ETABS程序没有给壳单元提供塑性铰，因此，我们用模拟框架来代替剪力墙，以考虑剪力墙进人塑性时的性能。
gen用户培训手册五 钢混pushover分析
MIDAS/Gen 培训课程（五）—钢筋混凝土结构PUSHOVER 分析北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1402室Phone : 010-8802-6170 Fax : 010-8802-6171 E-mail : Beijing@ A nalysis S oftwareM odeling, I ntegrated D esign &h tt p://w ww .z h a o c h i n a .c o m .c n /b b s /奇奇怪论坛目 录简要...........................................................................................................................................1 设定操作环境及定义材料和截面...........................................................................................2 用建模助手建立模型...............................................................................................................4 建立框架柱及剪力墙...............................................................................................................5 楼层复制及生成层数据文件...................................................................................................6 定义边界条件...........................................................................................................................7 输入楼面及梁单元荷载...........................................................................................................7 输入风荷载.............................................................................................................................11 输入反映谱分析数据.............................................................................................................12 定义结构类型.........................................................................................................................13 定义质量 ............................................................................................13 运行分析...............................................................................................................................144 荷载组合.................................................................................................................................14 一般设计参数.......................................................................................................................155 钢筋混凝土构件设计参数...................................................................................................177 钢筋混凝土构件设计...........................................................................................................199 静力弹塑性（PUSHOVER ）分析.. (222)h tt p://w ww .z h a o c h i n a .c o m .c n /b b s /奇奇怪论坛简要本例题介绍使用Midas/Gen 的时程分析功能来进行抗震设计的方法。
pushover性能点A和B方法能力谱等原理
pushover性能点A和B方法能力谱等原理桂满树下面针对Pushover分析和动力弹塑性分析中的输出结果解答三个问题：1.Pushover分析中计算性能点的A方法和B方法关于这两个方法过去我给大家发过email，这次的结构大师的非线性分析手册中也有介绍。
下面做一下进一步解释。
-A方法是通过有效阻尼计算性能点的(见手册124页)。
手册中对A方法介绍还算详细比较容易理解，这里不再说明。
-B方法是通过有效周期计算性能点的(见手册125页)。
对B方法的介绍需要一定的理解能力，下面进一步说明一下。
(1)假设一个延性比(D/Dy)，并利用该延性比计算有效周期(公式见手册)。
(2)计算该延性比对应的有效阻尼(因为Dy已知，通过假设的延性比可以得到D，在能力谱上找到D点按照手册的方法就能计算有效阻尼)(3)利用该有效阻尼获得弹塑性需求谱(4)求有效周期线和弹塑性需求谱的交点。
在需求谱坐标系上有效周期是一条通过原点的斜线。
(5)再假设一个延性比(稍微加大延性比)，重复前面(2)~(4)步骤。
(6)连接一连串的交点的线与能力谱的交点就是性能点。
-B方法较容易得到性能点的原点是程序内部事先已经设定好了不同有效阻尼对应的弹塑性需求谱。
2.能力曲线和能力谱的差别-能力曲线是结构分析得到的荷载-位移曲线-能力谱是通过荷载-位移曲线获得的单自由度体系(一般为第一振型)的加速度-位移关系曲线-怎么通过结构的能力曲线获得单自由度体系的能力谱呢？就是通过振型参与系数和振型参与质量计算的。
通俗的讲就是10个人总共做了100个零件（结构结果-能力曲线），我们知道每个人的贡献度(参与系数和参与质量)，我们就能计算出每个人做了多少(单自由度体系结果-能力谱)。
-性能点是能力谱(不是能力曲线)与弹塑性需求谱的交点。
3.动力弹塑性分析输出结果中的滞回曲线-输出的滞回曲线一般都对应定义的铰的类型和非线性特性。
例如-当使用弯矩-曲率关系的非线性单元时，输出的M-Ry就是弯矩曲率关系曲线，而不是弯矩转角关系曲线-当使用弯矩-转角关系的非线性单元时，输出的M-Ry就是弯矩转角关系曲线，而不是弯矩曲率关系曲线-剪力和变形的滞回曲线Fy-Dy，注意输出的Dy值不是节点的位移，而是剪切应变！所以柱构件上端的F-D滞回曲线输出的Dy值不存在包含了下部节点位移的问题。
PUSHOVER分析方法
■静力弹塑性分析方法（ PUSHOVER 分析方法）简介静力弹塑性分析也称PUSHOVER 分析方法，是指在结构上施加竖向荷载并保持不变，同时施加某种分布的水平荷载，该水平荷载单调增加，构件逐步屈服，从而得到结构在横向静力作用下的弹塑性性能。
主要步骤为：（1）按通常做法建立结构模型，包括几何尺寸、物理参数等；（2）根据单元种类（梁、柱、支撑、剪力墙等）和材料类型（钢、钢筋混凝土），确定各单元塑性铰性质（恢复力模型），根据受力形式可分为轴压、弯曲、剪切、压弯铰。
一般程序将塑性铰集中在杆件两端，并不考虑沿杆长的分布，轴压铰集中在杆件中央；（3）施加全部竖向荷载；（4）确定结构的目标位移；（5）选择合适的水平加载模式，施加在结构上，逐渐增加水平荷载，结构构件相继屈服，随之修改其刚度（程序自动完成），直到达到结构目标位移，对结构性能进行评判。
■静力弹塑性分析的原理MIDAS 程序提供的pushover 的分析方法，主要基于两本手册，一本是由美国应用技术委员会编制的《混凝土建筑抗震评估和修复》（ATC —40），另一本是由美国联邦紧急管理厅出版的《房屋抗震加固指南》（FEMA273／274）。
程序中FEMA 较本构关系和性能指标就来自于（FEMA273／274），而pushover 方法的主干部分，即分析部分采用的是能力谱法CSM ，来自于ATC 一40 (1996)和FEMA-273(1997)。
其主要步骤如下：（1）用单调增加水平荷载作用下的静力弹塑性分析，计算结构的基底剪力b V 一顶点位移n u 曲线（图1（a ））。
（2）建立能力谱曲线：对不很高的建筑结构，地震反应以第一振型为主，可用等效单自由度体系代替原结构。
因此，可以将b V —n u 曲线转换为谱加速度aS 一谱位移d S 曲线，即能力谱曲线（图l （b ））。
图1 pushover 曲线和能力谱之间的转换（3）建立需求谱曲线需求谱曲线分为弹性和弹塑性两种需求谱。
PUSHOVER方法
PUSHOVER方法PUSHOVER方法（PUSHOVER method）是一种简单、经济、直观且有效的方法，用于对结构的强度和刚度进行初步评估。
它是结构工程师在设计过程中常用的一种方法，特别适用于预制结构、短周期结构和轻型结构等。
PUSHOVER方法基于弹塑性分析原理，通过分析结构在地震荷载下的非线性行为，直观地展示结构在不同荷载水平下的变形和受力情况。
在PUSHOVER方法中，结构被简化为一维弹塑性模型，并进行单方向的静力分析。
结构的非线性行为通过增量形式的弹塑性模型来表示，荷载由小到大逐步增加，直至结构达到破坏。
1.确定结构模型：首先，需要将结构转化为一维、双向的框架模型，包括主要的水平和垂直支撑、梁和柱等。
通常，无溶接链接使用简化的接头，而有溶接链接使用精确的模型。
2.选择地震荷载曲线：根据结构所在地区的地震参数和设计要求，选择适当的地震荷载曲线。
常用的荷载曲线包括线性弹性荷载、等效静力荷载和增量动力荷载等。
3.设定分析参数：确定分析所需的参数，如荷载递增步长、分析区间和结构材料的损伤模型等。
4.进行弹塑性分析：根据设定的荷载递增步长，以及结构的初始状态，进行弹塑性分析。
在每个荷载步骤中，根据结构的初始刚度和荷载作用，计算结构的变形、内力和屈服状态。
5.绘制PUSHOVER曲线：根据分析结果，绘制PUSHOVER曲线。
PUSHOVER曲线是结构侧向位移与结构侧向剪力的函数关系图。
它直观地展示了结构在不同荷载水平下的响应。
通过PUSHOVER曲线，结构工程师可以评估结构的强度储备和抗震性能，并确定结构在不同限额位移水平下的塌陷载荷。
这对于设计抗震设防和结构强度调整具有重要意义。
PUSHOVER方法的优点在于其简单性、经济性和直观性。
相对于复杂的动力分析方法，PUSHOVER方法可以在较短的时间内得到合理的结果。
另外，PUSHOVER方法还可以用于实际结构的性能评估和性能矫正，使结构工程师可以方便地进行结构设计和优化。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
弯矩-曲率本构关系(分布型铰) 仅适用于梁柱单元(墙单元为集中铰)
输入积分点(1~20)
输入积分点
7
0-6 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
Pushover分析中也可以定义非线性连接单元的铰特性
Gen V712(旧版本)
Gen V730(新版本)
非线性连接单元只能用于动力分析
在PUSHOVER中也可以定义非线性连接的铰特性
输出表格形式的单元分析结果
12
0-11 PUSHOVER 分析流程
线性分析
建模 线性分析/设计
定义节点、单元、截面、边界、荷载等 定义PUSHOVER分析所需的荷载工况
构件设计: 钢筋信息等用于自动计算钢筋砼构件的屈服强度
1
PUSHOVER
分析
2
PUSHOVER 主控数据 PUSHOVER 荷载工况
2008.08.01
PUSHOVER 分析 用户手册
Gen 730 版本
1
目录
00 Gen V730 PUSHOVER 分析功能升级内容 1 PUSHOVER 主控数据 2 PUSHOVER 荷载工况 3 PUSHOVER 铰特性值 4 分配PUSHOVER铰 5 PUSHOVER铰特性值表格 6 PUSHOVER分析结果 7 前后版本输入参数对比
PMM铰类型（可以考虑轴力的变化） - 钢构件: 分别定义第一、第二屈服面
10
0-9 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
Gen V712 与 V730 分析功能比较（分析时间）
ANALYSIS MODEL
V712 结果
V730 结果
节点数 ：135 单元数 ：梁柱（234）、墙（12） 所有单元都分配了单元 位移控制步骤数: 50 步
D Mc k Fc Zc N 6
• 增加了滑移类型：可用于模拟桁架、一般连接(可以考虑初始间隙)
用户可以自定义非线性铰的初始刚度
• 用户可以定义屈服位移
3
0-2 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
分析 #2
非线性分析
3
改善了增量计算中的荷载控制法：可以分析到荷载系数达到‘1’时，即分析到指定的控制荷载值。 增加了控制荷载步长的方法 ‐自动控制：第一步的步长加载到第一个构件发生屈服时，之后按等差级数自动调整步长。 ‐等步长：1/总步骤数 - 用户自定义步长控制函数 增加了终止分析条件 - 使用了当前刚度比的概念：在不能得到稳定解时终止分析 - 增量控制使用位移控制时，可以指定最大层间位移角作为终止分析条件
8
0-7 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
改善了PMM铰的屈服面计算方法：RC构件支持三折线
PMM铰类型（可以考虑轴力的变化） - RC 构件: 可定义开裂面（第一屈服面）（三折线） - 可分别定义和查看My, Mz的正、负屈服弯矩
9
0-8 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
改善了PMM铰的屈服面计算方法：钢构件支持双折线
3
定义PUSHOVER 铰特性值
3
人性化的操作界面 按单元定义铰特性：在同一个对话框中定义单元六个成分的铰特性 可分别定义Y轴、Z轴的特性 修改了屈服面的定义方法 可使用鼠标拖放功能分配已经定义的铰特性值给单元
增加了PUSHOVER铰特性值表格 : 可以查看各单元的各内力成分的铰特性值
＊．点击“表格键”即可打开表格
5
后处理
输出单元的截面内力-变形图形: 骨架曲线、节点力、位移等 6
V712 与 V730 分析时间比较
Skyline Solver Mult-Frontal Solver
V712 47.570 [sec] 46.780 [sec]
V730 20.790 [sec] 20.490 [sec]
V730 / V712 43.70 [%] 43.80 [%]
与旧版本相比新版本分析时间缩短了约50～60％
分析速度(缩短了分析时间）
0-9
增加了核内求解算法提高了分析速度：与过去版本相比平均缩短了约50～60％的时间。
4
0-3 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
弯矩-旋转角本构关系中可以使用荷载控制法 : 本构关系可以使用双折线、三折线、FEMA类型
所有单元都可以使用荷载控制法和位移控制法
弯矩-旋转角本构中支持双折线、三折线类型
5
0-4 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
增加了板类型墙单元的面外方向的非线性特性
膜类型的墙单元: 面外为弹性
可以定义六个成分的非线性特性
可以定义面内成分的非线性特性
6
0-5 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
增加了可分配分布铰的梁单元（弯曲-曲率本构关系） : 通过数值积分可沿单元全长考虑塑性
~ 0-7 0-8
• RC构件三折线类型
- 可以按照AIJ规范定义第二折线的斜率: α_y → PMM类型铰可以在每次迭代计算中考虑轴力的变化更新α_y
y
0.043
1.64npt
0.043
a D
0.330
d D
2
பைடு நூலகம்
- 开裂弯矩(Mc)：使用考虑初始轴力的公式计算 → PMM类型时利用屈服面进行响应更新
(过去版本多折线类型仅支持单元两端出现塑性铰，即只支持集中铰)
Pushover中也可以定义一般连接的铰特性值
在同一模型中可以同时使用具有弯矩-旋转角本构的单元和具有弯矩-曲率本构的单元
PUSHOVER 铰特性值
PMM 类型（可以考虑轴力的变化）
- RC构件三折线: 可定义开裂面(第一屈服面) - 钢构件三折线: 可分别定义第一、第二屈服面 - 可分别定义和查看My和Mz的正、负弯矩的最大屈服弯矩
11
0-10 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 前后处理
前处理
增加了PUSHOVER主控数据窗口: 可以在一个窗口中定义分析参数
1
定义初始荷载条件 定义刚度折减率的默认值： 第二、第三段折线的刚度折减率
定义迭代计算收敛条件
对于梁单元，决定使用哪个位置的特性(如配筋)自动计算梁的屈服强度
PUSHOVER 铰特性
2
0-1 PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
分析 #1
非线性单元
~ 0-3 0-6
支持梁、墙单元的弯矩-旋转角本构关系: 双折线、三折线、FEMA类型
非线性墙单元可以考虑面外方向的非线性特性 (板类型)
提供具有弯矩-曲率本构的梁单元（分布型铰）：沿单元全长都可以考虑塑性，积分点数量(1~20)