东南大学丁幼亮工程结构抗震分析- 静力弹塑性分析法 PPT
合集下载
相关主题
- 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)。
表5.1.1 设防地震等级的划分
§5 静力弹塑性分析法
4. 结构抗震性态水准
4.1 定义：
结构抗震性态水准是指结构在给定的地震设防水准下预期破坏的最大限度。通 常用结构破坏程度、结构功能性和人员安全性描述结构和非结构构件的破坏及由破 坏引起的后果。
4.2 量化指标：
对于不同等级的抗震性态，应根据结构类型、整体结构、竖向和侧向承载构件、 结构变形、设备与装修和修复使用等方面加以定义，并表达为量化指标。
表5.1.2 结构抗震性态等级
§5 静力弹塑性分析法
5. 结构抗震性态目标
5.1 定义：
结构抗震性态目标是指在给定的地震设防水准下期望结构达到的结构抗震性态等级。 选择合适的性态目标是基于性态的抗震设计理论的核心内容。
5.2性态目标设计准则：
性态抗震设计应当能够既有效地减轻工程的地震破坏、经济损失和人员伤亡， 又能合理地使用有限的资金，保障结构在地震作用下的使用功能，因而确定设计性 态目标也就是如何根据功能要求、使用情况以及设防地震水准等来确定相应的最低 性态目标。
(2) 在每一加载步内，结构沿高度的变形由形状向量 表示，在整个地震作用过程中，不 管结构的变形大小，形状向量 保持不变。
§5 静力弹塑性分析法
6. 抗震性态目标矩阵 地震设防水准和结构抗震性态目标之间的关系称为抗震性态目标矩阵，如图5.1.1所
示。
图5.1.1 抗震性态目标矩阵
抗震设计方法是基于性态的抗震设计理论的主要内容之一，对基于性态的抗震设计 理念的实现具有重要意义。基于性态的抗震设计方法目前主要包括按延性系数设计的方 法、能力谱方法和基于力、基于位移或基于能量的设计方法。
这说明以单一的、基于生命安全的性态水准进行设计和建造的房屋显然不能满足社 会和公众的需求，抗震设计应既经济又可靠地保证建筑结构的功能在地震作用下不致丧 失乃至不受影响。因此，传统抗震设计理论迫切需要改进。
§5 静力弹塑性分析法
2. 基于性态的抗震设计理论
2.1ຫໍສະໝຸດ Baidu基本思想：
以结构抗震性态分析为基础的设计方法，根据每一级设防水准，将结构的抗震性态 划分成不同等级，设计者可根据业主的要求，采用合理的抗震性态指标和合适的结构抗 震措施进行设计，要保证结构在未来地震作用下可能遭受的破坏程度可以被业主所接受。
的设防目标，因而其设防水准也都是多级的。
3.2 设防标准影响因素：
合理的设防水准，应该考虑到一个地区的设防总投入，未来设计基准期内期望 的总损失和由社会经济条件决定的设防目标来优化确定，即需要由地震工程专家和 管理决策人员综合考虑各种专业因素、社会因素后才能确定。
§5 静力弹塑性分析法
Vision2000委员会根据不同重现期确定了不同等级的地震动参数，其建议的设防地震 等级如表5.1.1所示。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
§5 静力弹塑性分析法
5.3 结构抗震性态目标等级： 结构抗震性态目标分为三个等级：基本设防目标、重要设防目标和特别设防目
标。 基本设防目标是一般建筑设防的最低标准； 重要设防目标是医院、公共消防、学校和通信等重要建筑设防的最低标准； 特别设防目标是含核材料等特别危险物质的特别重要建筑的最低设防标准。
东南大学丁幼亮工程结构抗震分析- 静力弹 塑性分析法
§5 静力弹塑性分析法
1. 传统抗震设计理论
1.1 内容与实质：
①“小震不坏、中震可修、大震不倒”。 ②以生命安全为单一设防目标的抗震设计理论。
1.2 基于震害实例的评价：
近年来，多次震害实例表明：按传统的抗震设计思想所设计和建造的建筑结构，虽 然可以做到大震时主体结构不倒塌，保证生命安全，但不能保证中小地震时房屋结构， 特别是非结构构件的不破坏，从而导致这些结构在地震作用下所造成的经济损失越来越 严重。
2.2 主要内容：
①确定地震设防水准 ②划分结构的性态水平 ③选择合适的性态目标 ④确定抗震设计的性态准则 ⑤研究抗震性态的分析方法 ⑥研究基于性态的抗震设计方法，制定基于性态的抗震设计规范
§5 静力弹塑性分析法
3. 地震设防水准
3.1 定义：
① 确定地震设防水准，即未来可能施加于结构的地震作用大小。 ② 设防水准的确定往往是以设防目标作为依据的，目前国内外很多国家采用多级设防
5.4 抗震新规范对抗震性态目标的要求：
①当建筑结构采用抗震性能化设计时，应根据其抗震设防类别、设防烈度、场地条件、 结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施功能的要求投资大小、震后损失和修复 难易程度等，对选定的抗震设防性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证。
②建筑结构的抗震性能化设计，应根据实际需要和可能，具有针对性：可分别选定针对 整个结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件以及建 筑构件和机电设备支座的性能目标。
§5 静力弹塑性分析法
5.2.2 基本原理
静力弹塑性（Pushover）分析方法最早是由Freeman等人于1975年提出的，该法不 仅考虑了构件的弹塑性性能，而且计算简便，成为实现基于性态的抗震设计思想的重要 方法。
5.2.3 基本假定
(1) 实际结构（一般为多自由度体系）的地震反应与该结构的等效单自由度体系的反应 是相关的，这表明结构的地震反应仅由结构的第一振型控制；
Pushover分析是一种简化的结构弹塑性分析方法，其主要用途是检验结构的性能是否 满足不同强度地震下的性态目标
同弹塑性时程分析法相比，Pushover分析法的主要优点是花费很少的时间和费用就能 达到性态分析和设计所要求的精度，因此在基于性态的抗震设计理论中得到了广泛的推 广和应用。
Pushover分析中涉及的难点主要有：确定结构的计算模型，确定结构水平力的分布 方式，如何考虑能力曲线中下降段的负刚度的问题以及如何考虑高阶振型的影响等。
8.1 基于性态的抗震设计方法主要特点：
§5 静力弹塑性分析法
5.2 静力弹塑性分析（Pushover）法
5.2.1 概述
静力弹塑性（Pushover）分析方法最早是由Freeman等人于1975年提出的，该法不仅 考虑了构件的弹塑性性能，而且计算简便，成为实现基于性态的抗震设计思想的重要方 法。
§5 静力弹塑性分析法
4. 结构抗震性态水准
4.1 定义：
结构抗震性态水准是指结构在给定的地震设防水准下预期破坏的最大限度。通 常用结构破坏程度、结构功能性和人员安全性描述结构和非结构构件的破坏及由破 坏引起的后果。
4.2 量化指标：
对于不同等级的抗震性态，应根据结构类型、整体结构、竖向和侧向承载构件、 结构变形、设备与装修和修复使用等方面加以定义，并表达为量化指标。
表5.1.2 结构抗震性态等级
§5 静力弹塑性分析法
5. 结构抗震性态目标
5.1 定义：
结构抗震性态目标是指在给定的地震设防水准下期望结构达到的结构抗震性态等级。 选择合适的性态目标是基于性态的抗震设计理论的核心内容。
5.2性态目标设计准则：
性态抗震设计应当能够既有效地减轻工程的地震破坏、经济损失和人员伤亡， 又能合理地使用有限的资金，保障结构在地震作用下的使用功能，因而确定设计性 态目标也就是如何根据功能要求、使用情况以及设防地震水准等来确定相应的最低 性态目标。
(2) 在每一加载步内，结构沿高度的变形由形状向量 表示，在整个地震作用过程中，不 管结构的变形大小，形状向量 保持不变。
§5 静力弹塑性分析法
6. 抗震性态目标矩阵 地震设防水准和结构抗震性态目标之间的关系称为抗震性态目标矩阵，如图5.1.1所
示。
图5.1.1 抗震性态目标矩阵
抗震设计方法是基于性态的抗震设计理论的主要内容之一，对基于性态的抗震设计 理念的实现具有重要意义。基于性态的抗震设计方法目前主要包括按延性系数设计的方 法、能力谱方法和基于力、基于位移或基于能量的设计方法。
这说明以单一的、基于生命安全的性态水准进行设计和建造的房屋显然不能满足社 会和公众的需求，抗震设计应既经济又可靠地保证建筑结构的功能在地震作用下不致丧 失乃至不受影响。因此，传统抗震设计理论迫切需要改进。
§5 静力弹塑性分析法
2. 基于性态的抗震设计理论
2.1ຫໍສະໝຸດ Baidu基本思想：
以结构抗震性态分析为基础的设计方法，根据每一级设防水准，将结构的抗震性态 划分成不同等级，设计者可根据业主的要求，采用合理的抗震性态指标和合适的结构抗 震措施进行设计，要保证结构在未来地震作用下可能遭受的破坏程度可以被业主所接受。
的设防目标，因而其设防水准也都是多级的。
3.2 设防标准影响因素：
合理的设防水准，应该考虑到一个地区的设防总投入，未来设计基准期内期望 的总损失和由社会经济条件决定的设防目标来优化确定，即需要由地震工程专家和 管理决策人员综合考虑各种专业因素、社会因素后才能确定。
§5 静力弹塑性分析法
Vision2000委员会根据不同重现期确定了不同等级的地震动参数，其建议的设防地震 等级如表5.1.1所示。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
§5 静力弹塑性分析法
5.3 结构抗震性态目标等级： 结构抗震性态目标分为三个等级：基本设防目标、重要设防目标和特别设防目
标。 基本设防目标是一般建筑设防的最低标准； 重要设防目标是医院、公共消防、学校和通信等重要建筑设防的最低标准； 特别设防目标是含核材料等特别危险物质的特别重要建筑的最低设防标准。
东南大学丁幼亮工程结构抗震分析- 静力弹 塑性分析法
§5 静力弹塑性分析法
1. 传统抗震设计理论
1.1 内容与实质：
①“小震不坏、中震可修、大震不倒”。 ②以生命安全为单一设防目标的抗震设计理论。
1.2 基于震害实例的评价：
近年来，多次震害实例表明：按传统的抗震设计思想所设计和建造的建筑结构，虽 然可以做到大震时主体结构不倒塌，保证生命安全，但不能保证中小地震时房屋结构， 特别是非结构构件的不破坏，从而导致这些结构在地震作用下所造成的经济损失越来越 严重。
2.2 主要内容：
①确定地震设防水准 ②划分结构的性态水平 ③选择合适的性态目标 ④确定抗震设计的性态准则 ⑤研究抗震性态的分析方法 ⑥研究基于性态的抗震设计方法，制定基于性态的抗震设计规范
§5 静力弹塑性分析法
3. 地震设防水准
3.1 定义：
① 确定地震设防水准，即未来可能施加于结构的地震作用大小。 ② 设防水准的确定往往是以设防目标作为依据的，目前国内外很多国家采用多级设防
5.4 抗震新规范对抗震性态目标的要求：
①当建筑结构采用抗震性能化设计时，应根据其抗震设防类别、设防烈度、场地条件、 结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施功能的要求投资大小、震后损失和修复 难易程度等，对选定的抗震设防性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证。
②建筑结构的抗震性能化设计，应根据实际需要和可能，具有针对性：可分别选定针对 整个结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件以及建 筑构件和机电设备支座的性能目标。
§5 静力弹塑性分析法
5.2.2 基本原理
静力弹塑性（Pushover）分析方法最早是由Freeman等人于1975年提出的，该法不 仅考虑了构件的弹塑性性能，而且计算简便，成为实现基于性态的抗震设计思想的重要 方法。
5.2.3 基本假定
(1) 实际结构（一般为多自由度体系）的地震反应与该结构的等效单自由度体系的反应 是相关的，这表明结构的地震反应仅由结构的第一振型控制；
Pushover分析是一种简化的结构弹塑性分析方法，其主要用途是检验结构的性能是否 满足不同强度地震下的性态目标
同弹塑性时程分析法相比，Pushover分析法的主要优点是花费很少的时间和费用就能 达到性态分析和设计所要求的精度，因此在基于性态的抗震设计理论中得到了广泛的推 广和应用。
Pushover分析中涉及的难点主要有：确定结构的计算模型，确定结构水平力的分布 方式，如何考虑能力曲线中下降段的负刚度的问题以及如何考虑高阶振型的影响等。
8.1 基于性态的抗震设计方法主要特点：
§5 静力弹塑性分析法
5.2 静力弹塑性分析（Pushover）法
5.2.1 概述
静力弹塑性（Pushover）分析方法最早是由Freeman等人于1975年提出的，该法不仅 考虑了构件的弹塑性性能，而且计算简便，成为实现基于性态的抗震设计思想的重要方 法。