型钢混凝土框架pushover分析

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的一种评估结构抗震性能的简化方法。由于型钢混凝土（SRC）构件塑性铰属性确定方面的原因,SRC构件难以直接应用于pushover分析方法,而常采用按“等刚度”原则转化为钢筋混凝土构件（RC）进行计算。本文从理论上给出了SRC压弯构件N-M相关曲线、Mx-My相关曲线的形成方法,提出了SRC构件M-φ曲线的确定及转化为塑性铰曲线的原则,并研究了SRC构件塑性铰区等效长度的计算方法,可为SRC结构进行pushover分析提供参考数据。按照本文方法,采用pushover方法对两跨三层SRC框架进行分析,结果与该结构模型振动台实验吻合较好。在此基础上,对10层SRC框架和采用刚度等效的3层、10层的钢筋混凝土（RC）框架进行了对比分析,结果表明,随着层数的增加,SRC结构相对于RC结构表现出更优越的抗震耗能能力。     

钢筋混凝土框架结构非线性全过程分析的一种新方法

在极限承载力附近的计算发散问题一直是困扰混凝土结构非线性全过程分析的关键问题,现有的迭代方法中只有弧长法被认为是最为有效的迭代方法,但由于混凝土结构具有高度的材料非线性,弧长法的稳定性难以保证。为此本文提出了一种新的方法———虚拟单元法,该方法在原结构上添加虚拟单元,虚拟单元的刚度系数在每个加载步中均保持为常数,该法在保证结构比例加载的前提下,可以有效改善结构刚度矩阵的性能,为得到结构非线性全过程分析曲线,特别是下降段部分提供了可能。本文采用虚拟单元法,通过自编的程序进行了实例分析,计算中,选取一榀混凝土框架进行模拟计算,杆件采用纤维模型,分析结果与ANSYS计算结果进行了对比,表明了该法的有效性,并对建立在纤维模型基础上的结构极限荷载进行了一定的探讨。     

组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。     

钢筋混凝土框架结构体系抗震可靠度及其抗力衰减影响分析

结构体系可靠度分析面临的主要问题是失效模式多,但通过pushover分析方法在一定情况下可以得到结构的最弱失效模式。本文将结构体系抗力等效为与结构特定损伤状况相关的结构的顶点位移,结构的地震作用效应由pushover分析及能力谱法求得。考虑结构体系抗力随机性的主要影响因素以及地震作用的随机性,分别求得了结构抗力及地震作用效应的概率分布参数,通过一次二阶矩方法求得了结构体系可靠度,并进一步研究了结构层数变化及耐久性退化因素对结构体系可靠度的影响。研究发现,结构体系的抗震可靠度水平随着结构层数的增加有减小的趋势,结构体系的抗震可靠度水平随着结构使用期增加而降低,降低幅度与薄弱层个数有关,薄弱层越多,降低幅度越大。     

基于凸集模型的界限pushover分析

结构的抗震性能评估中包含许多不确定性因素。当掌握的不确定性信息较少时,概率模型结果是值得怀疑的。本文首先采用双界限凸集模型考虑地面运动加速度峰值和反应谱特征周期的不确定性,并结合我国现行抗震设计规范中的反应谱,求得结构层间剪力的变异区间,在此基础上给出了一种新的界限侧向加载方式;并进一步将凸集理论融于pushover分析过程中,分析了由pushover得到的结构能力的界限变化区间。结果表明本文給出的界限pushover方法能给出性态指标的变化区间,是一种更客观可靠的抗震性能评估方法。     

抗倒塌柱顶部分滑移钢筋混凝土框架结构的初步研究

从抗倒塌角度出发,提出了柱顶部分滑移钢筋混凝土框架结构的设想。通过对比该框架结构和常规框架结构的设计过程,并分别进行pushover分析,初步比较了二者的经济性以及弹塑性地震响应。研究结果表明:(1)通过滑移释放部分框架柱的柱顶内力,可以在造价略微增加的情况下,使结构具有更好的抗倒塌能力。(2)结构总层数较少时,柱顶部分滑移框架结构的造价增加比例相对更小。     

扭转不规则结构水平侧向力分布模式与pushover分析

水平侧向力分布模式的施加问题是合理进行pushover分析的关键环节。对于可以简化为平面模型的结构,传统的水平侧向力分布模式表现出较好的适用性,但对于因扭转不规则而导致必须采用空间模型的结构则并不适用。为此,针对扭转不规则结构的水平侧向力分布模式问题,并基于该类结构的地震响应特征,通过引入水平侧向力调整系数和水平侧向力分配系数,提出了扭转不规则结构改进的水平侧向力分布模式。对一具有典型扭转不规则特性的空间钢框架结构分别进行改进分布模式下的pushover分析和IV类场地典型地震动作用下的弹塑性时程分析,计算结果显示:改进分布模式下的pushover分析体现出扭转效应对结构反应的影响,并在一定程度上反映出更多的结构抗震信息,验证了所提出模式的可行性,说明pushover分析法也同样适用于扭转不规则结构。     

考虑时空耦联的等效惯性加速度加载的地下结构pushover分析

地下结构的薄弱环节在地震作用下可能发生破坏,进而影响整个结构体系的整体稳定性,地下结构的抗震能力成为结构工程领域研究的热点问题之一.在借鉴已有地下结构pushover分析方法的基础上,本文提出了一种考虑时空耦合的等效惯性加速度分布模式,详细介绍了该分布模式的求解步骤与基本特点,采用该方法对日本神户大开地铁车站进行了pu...     

模态pushover分析方法的研究和改进

鉴于传统pushover方法不能考虑结构高阶振型的贡献,从而难以应用到高层结构中,有学者提出采用考虑多阶振型组合作用的模态pushover分析方法。本文通过考虑结构屈服后地震作用发生变化这一特性,对此方法进行了改进并通过算例进行了验证。结果表明本文改进的方法有很好的精度。     

大跨预应力混凝土框架结构的静力弹塑性(pushover)分析

基于美国规范ATC-40和N2方法,建立了大跨预应力混凝土框架结构竖向地震反应的静力弹塑性(pushover)分析方法。编制了预应力混凝土构件截面弯矩-曲率的计算程序。这些为评价大跨预应力混凝土框架结构的竖向抗震能力提供了有益的参考。结合具体工程实例进一步说明了该方法的实施步骤。     

基于推覆分析的RC框架地震倒塌易损性预测

基于倒塌率的结构倒塌易损性分析是目前评价结构抗倒塌能力最合理的方法.但是,目前基于增量动力分析(IDA)的倒塌率分析方法,工作量和实施难度大,很难直接用于工程设计,因此有必要研究便于工程应用的新方法.本文基于18个典型多层RC框架结构的IDA倒塌率分析和静力推覆分析,发现RC框架在大震下的倒塌率及抗倒塌安全储备(CMR)与静力推覆得到的结构位移安全储备之间存在较好的相关关系.依据此关系,建议了保证大震倒塌率的推覆位移安全储备,并通过9个RC框架结构算例进行了验证.本文方法简单易行,可供规则多层RC框架结构抗倒塌设计参考.     

An improved modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands of structures

The pushover analysis （POA） procedure is difficult to apply to high-rise buildings, as it cannot account for the contributions of higher modes. To overcome this limitation, a modal pushover analysis （MPA） procedure was proposed by Chopra et al. （2001）. However, invariable lateral force distributions are still adopted in the MPA. In this paper, an improved MPA procedure is presented to estimate the seismic demands of structures, considering the redistribution of inertia forces after the structure yields. This improved procedure is verified with numerical examples of 5-, 9- and 22-story buildings. It is concluded that the improved MPA procedure is more accurate than either the POA procedure or MPA procedure. In addition, the proposed procedure avoids a large computational effort by adopting a two-phase lateral force distribution..     

基于塑性分析近似构建附加黏弹性阻尼器框架结构推覆曲线

基于性能的抗震设计要求使用非线性静力分析方法来评估新设计或已有消能结构的抗震性能。使用该方法对消能结构抗震性能评估的一个必要条件是要得到结构的推覆曲线。本文基于塑性理论,给出了快速、有效建立附加黏弹性阻尼器框架理想双线型推覆曲线的简化分析方法。使用该方法构建附加阻尼体系的推覆曲线无需借助结构分析软件。将3种侧向荷载模式(第1振型模式、FEMA-273模式和均布模式)作用下的简化分析结果与结构分析软件的推覆分析结果进行了比较,表明基于塑性理论的简化分析方法能够较准确地预测附加黏弹性阻尼器框架的推覆曲线,只要结构失效时能形成梁铰型侧移机构。     

Nonlinear pushover analysis of infilled concrete frames

Six reinforced concrete frames with or without masonry infills were constructed and tested under horizontal cyclic loads. All six frames had identical details in which the transverse reinforcement in columns was provided by rectangular hoops that did not meet current ACI specifications for ductile frames. For comparison purposes, the columns in three of these frames were jacketed by carbon-fiber-reinforced-polymer （CFRP） sheets to avoid possible shear failure. A nonlinear pushover analysis, in which the force-deformation relationships of individual elements were developed based on ACI 318, FEMA 356, and Chen＇s model, was carried out for these frames and compared to test results. Both the failure mechanisms and impact of infills on the behaviors of these frames were examined in the study. Conclusions from the present analysis provide structural engineers with valuable information for evaluation and design of infilled concrete frame building structures.     

现浇楼板参与工作后框架结构的pushover分析研究

为了研究现浇楼板对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响,本文利用pushover方法对框架结构进行了分析研究,在分析中分别考虑和不考虑现浇楼板及其钢筋对梁抗弯承载力的贡献,通过对计算结果进行分析比较得出了一些结论,并对框架结构抗震设计提出了一些建议。     

交错桁架多层钢结构推倒分析方法研究

随着基于性能的抗震设计思想的发展,推倒分析开始成为罕遇地震下多、高层结构抗震设计的有力工具。本文以交错桁架多层钢结构为例,采用推倒分析对其在E l Centro波作用下的地震反应进行研究,分别采用位移系数法和能力谱法确定结构目标位移,同时进行结构在相同地震动下的弹塑性时程分析。研究表明,推倒分析能准确地评价交错桁架多层钢结构的抗震性能,采用位移系数法和能力谱法确定的结构顶点侧移均与弹塑性时程分析吻合较好,对层间位移及塑性铰分布的预测,能力谱法比位移系数法更为准确。     

约束混凝土砌块结构抗震性态研究

性态抗震设计已成为结构抗震设计的发展趋势,本文以约束混凝土砌块结构为对象,在提出约束混凝土砌块墙承载力计算公式的基础上,建立了砌块墙片的恢复力模型。对3座不同层数的典型约束混凝土砌块结构,在代表不同场地类别、不同地震动强度的输入下分别进行了动力非线性时程分析和静力非线性分析。通过计算结果的对比,讨论了2种分析方法中场地类别、地震动强度、静力非线性分析中侧力分布模式等影响,所得结论可以为用静力非线性分析估计砌块结构的抗震性能提供有益的参考依据。     

框架剪力墙结构模态静力非线性抗震分析方法研究

本文在模态pushover分析方法基础上推导建立了模态静力非线性分析方法,对一栋10层框架剪力墙结构进行了静力非线性分析,提出了目标位移求解的等效单自由度体系弹塑性时程分析迭代法,计算结果与相应时程分析结果进行了比较,表明两者吻合较好,验证了本文计算方法的有效性。另外,对同一结构,计算分析了在不同水平荷载模式下的静力非线性分析结果,比较不同荷载模式对计算结果的影响,为静力非线性分析方法的推广使用提供参考。