建筑弹塑性分析PUSHOVER.ppt
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1、静力弹塑性分析PUSHOVER的基本原理1精选ppt一、理论基础性能化抗震设计的概念2精选ppt3精选ppt4精选ppt抗规附录M 实现抗震性能设计目标的参考方法5精选ppt基于位移、能量的抗震设计方法量化结构性能的指标:力、位移、能量结构损伤截面变形极限应变,密切相关结构在地震作用下的整体或局部位移相应量是反映结构受损程度,实现结构性能控制的重要途径基于位移的抗震设计方法间接设计法和直接设计法(图1.2-4)基于能量的设计概念6精选ppt建筑结构地震弹塑性分析包括1.建筑结构的弹塑性模型2.地震作用的输入和计算静力弹塑性分析早起源于1975年Freeman等提出的能力谱方法(Capacity
2、 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。7精选ppt静力弹塑性分析的基本原理基本假定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。该假定表明结构的地震反应由某一振型起主要控制作用(一般认为是结构第一振型),其他振型的影响可以忽略;在地震过程中,无论结构变形大小,分析所假定的结构沿高度方向的形状向量都保持不变。以上假定理论上不严密以上假定理论上不严密8精选ppt但是很多学者,包括Saiidi、钱稼茹等研究表明,对由第
3、一振型控制的结构,用结构静力弹塑性分析法预测地震弹塑性响应是较好的,但它对结构的动力响应、阻尼、地震动特性以及结构刚度退化等方面则无法深入详细分析。等效单自由度体系弹性结构在地震作用下的结构响应可以用动力学方程表示:惯性力 阻尼力 抗力 外力(地震力)9精选ppt解得,推导过程略其中,表示一个对应原结构第n阶振型的单自由度体系在地震作用下的位移响应,圆频率和阻尼比分别为和。从而可求得结构第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。10精选ppt对弹塑性结构:是结构的弹塑性恢复力矩阵,是楼层水平位
4、移的函数,与楼层侧向运动速度同号。对上式直接积分计算就是多自由度结构的弹塑性时程分析。假定结构的地震响应有某一振型控制的假定,记该振型向量为。整个地震过程中结构向量形状保持不变,即。同样的,得:11精选ppt 即表示一个对应假定的阵型的但自由度结构在地震作用下的位移响应。;对于地震响应由结构振型向量控制的弹塑性结构,仍采用振型向量成正比的荷载进行推覆,即:得到 基底剪力,顶点位移。的关系曲线称为“结构的能力曲线”。或“推覆曲线”12精选ppt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,即格式
5、能力谱曲线。实际结构,变形向量是变化的,ATC-40建议的转化关系图2.4-113精选ppt水平侧力加载模式水平侧力模式代表结构上地震力惯性力分布上述分析可知,侧力模式-侧移模式相关,对分析结果有直接影响必须满足第二条假定结构体系具备一定的整体受力性能整体型的变形模式,不会因局部变形集中而使结构的侧移模式在加载过程中发生显著变化静力弹塑性分析应用于复杂结构受到一定的限制14精选pptFEMA-356FEMA-356建议至少从下面两组侧力模式中分别建议至少从下面两组侧力模式中分别选取一种结构进行推覆计算。选取一种结构进行推覆计算。第一组(1)考虑楼层高度影响的侧力模式(2)第一振型比例型侧力分布
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