但 敏 贺培源

1 概述

随着基于性能的抗震设计理论越来越多的被业主和设计人员认可,静力非线性Pushover分析方法受到愈来愈多的重视[1,2]。作为一种建筑结构抗震性能分析和评估的简化方法,其在平面不规则结构中的应用有待进一步深入研究。

2 Pushover分析方法的原理

Pushover分析方法是指沿结构竖向施加一定规律的单调递增水平荷载,一旦有构件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,直到结构达到目标位移或成为机构,从而判断结构是否满足相应的抗震能力要求。

3 Pushover分析的基本步骤

1)对结构进行Pushover分析,绘出结构的底部剪力—顶点位移曲线(Pushover曲线)。

2)建立一个等效单自由度体系(SDOF),将Pushover曲线转化为Sa—Sd坐标下的能力谱曲线。

其中,Vi,Ui均为Pushover曲线上的任一点;Sai,Sdi均为能力谱曲线上相应的点;G为结构总的重力荷载代表值;α1为第一振型质量参与系数;γ1为第一振型参与系数;φr,1为第一振型顶点振幅。

3)将典型(阻尼比为5%)加速度反应谱和位移反应谱画在同一坐标系下,得到用Sa—Sd表示的弹性需求谱曲线。转化公式为:

4)将弹性需求谱曲线根据结构等效阻尼进行折减,确定弹塑性需求谱。

其中等效阻尼的计算公式为:

其中,EP为滞回阻尼耗能;ES为结构最大的应变能。

5)折减的需求谱与能力谱线若不相交,说明结构抗震能力不足;若相交,则交点称为性能点,对应的位移为结构在该地震下的最大位移响应,称为目标位移,它反映了结构的抗震性能。……