基于Pushover方法的新型钢框架内填桁架结构抗震性能研究
基于Pushover 分析的RC框架结构抗震性能研究

基于Pushover 分析的RC框架结构抗震性能研究摘要:该文在理论分析的基础上确定某RC框架结构抗震性能,基于开源模拟平台OpenSees利用Pushover分析方法对该RC框架结构的抗震性能进行分析,以确定结构薄弱部位,并为结构设计提出参考意见。
关键词:OpenSees Pushover RC框架结构抗震性能薄弱部位1 结构静力非线性弹塑性分析方法结构静力非线性弹塑性分析即Pushover[1]分析是一种基于性能的抗震分析方法,它按照一种水平加载方式,对结构施加单调递增荷载直到将结构推至一个给定的目标位移或结构呈现不稳定状态为止,来分析结构进入非线性状态时的反应,从而判断结构及其构件的变形和受力是否满足设计要求,可以清晰地反映结构在强震作用下各方面的性能,尤其是对反应以第一振型为主的结构,并且还能够很好的反映出结构的整体变形和局部的塑性变形机制,且相对于结构动力非线性分析使用更为简单,易为广大工程人员掌握。
2 利用OpenSees分析平台建立结构分析模型OpenSees的全称是Open System for Earthquake Engineering Simulation[2],即地震工程模拟的开放体系,它是用于结构系统及岩土系统地震反应模拟的一个较为全面的且不断发展的开放式地震工程模拟程序体系,于1997年,由美国国家自然科学基金(NSF)资助、太平洋地震工程研究中心(Pacific Earthquake Engineering Research Center,简称PEER)主导、加州大学伯克利分校为主研发而成的。
针对本文的钢筋混凝土框架结构,分析时混凝土材料本构模型采用Concrete01 Material,钢筋本构模型采用Steel02 Material。
截面模型采用Fiber Model,单元模型采用基于柔度法的NonlinearBeamColumn,该单元允许刚度沿杆长变化,通过确定单元控制截面各自的截面抗力和截面刚度矩阵,按照Gauss-Lobatto积分方法沿杆长积分计算出整个单元的抗力与切线刚度矩阵。
结构抗震静力弹塑性分析方法(Pushover)的研究与改进的开题报告

结构抗震静力弹塑性分析方法(Pushover)的研究与改进的开题报告一、研究背景随着建筑结构设计的发展,抗震设计成为其中的重点和难点。
为了保障建筑安全,结构的抗震能力得到了越来越广泛的重视。
在结构抗震设计中,抗震静力弹塑性分析方法(Pushover)已经成为全球广泛使用的一种分析方法。
该方法根据结构某一方向施加分布荷载,通过对结构力学性能的分析,评估结构抗震能力。
二、研究目的与意义随着现代建筑的不断发展,建筑的结构形式日益复杂。
在这种情况下,传统的计算方法已经不能满足抗震设计的需求。
因此,本研究旨在对抗震静力弹塑性分析方法进行研究和改进,扩充其适用范围,提高其计算精度和效率,以更准确地评估结构的抗震能力。
三、研究内容1. 国内外相关研究的调研和综述,对Pushover分析方法的基本原理和步骤进行总结和阐述。
2. 提出一种结构抗震静力弹塑性分析方法的改进方案,探讨在模型参数、荷载模拟、材料本构关系等方面的改进思路。
3. 基于实际工程,使用所提出的改进方法对不同类型的建筑结构进行抗震分析,评估其抗震能力。
4.设计和编写Pushover分析方法改进程序,验证改进方案的正确性和有效性。
四、预期成果和考核指标本研究旨在对抗震静力弹塑性分析方法进行改进研究。
主要的预期成果包括:1.提出一种结构抗震静力弹塑性分析方法的改进方案,改进方案应能够在某些方面比传统的方法更加准确和高效。
2.通过实际工程评估所提出的改进方法的优缺点,验证其适用性和实用性。
3.设计和编写Pushover分析方法改进程序,展示改进方案的正确性和有效性。
预计的考核指标包括:论文的质量、研究方法是否合理、研究成果是否能够达到预期目标、研究结果的可重复性和实用性。
五、研究步骤与进度安排1.查阅相关文献,了解国内外关于结构抗震静力弹塑性分析方法的研究现状和进展,设计改进方案。
预计用时2周。
2.对所提出的改进方案进行模拟,并对改进方案中涉及的各项参数进行详细分析研究。
基于pushover分析RC框架结构体系抗震可靠度计算

体系可靠度研究采用的是失效模式法 , 这种方法关键在 于找 寻结构的失效模式或失效机构 。寻找失效模式 的方法大致有
两种 , 一种是基 于失效树失效 图建立 的 , 另一种 是荷载增 量 法f 2 ) 。由于结构体 系包 含太多不确定因素 , 因而无法得 到一个
精确 的可靠度数值 , 所以体系可靠度计算方法大多采用近似
第1 2期( 总第 1 8 8 期)
试 验研 究■
基于 p u s h o v e r 分析 R C框架结构体系抗震 可靠度 计算
唐 巍 。 刘先勇 , 杨春侠 ( 1 . 长沙理工 大学土木与建筑学院, 湖南 长 沙 4 1 0 1 1 4 ; 2五 河县住建局 , 安徽 蚌埠 2 3 3 3 0 0 )
P u s h o v e r 结合起来 , 考虑地震作用与结构的随机性 , 但相对来
概率 要 比其他的要大 , 所以结构上最后一个塑性铰 出现时 的
状态 即可等效于结构最终破坏 的塑性铰状态 , 而最后 出现失
说, 分 析计算过程 比较复杂 , 相关因素考虑得不全面 , 计算 效
率较低 , 不便于实 际工程 的应用。
的方法 , 主要方法有 区间估计法和 P N E T法I 3 ] 。
由于体系可靠度理论 还不成熟 以及地震 作用下 结构体 系反应 复杂 , 目前还不能得到明确的结构失效概率 。因此关 于结构体 系抗震可靠度没有形成 固定 、 精确 、 简便 , 实用的计 算方法 。随着基于 陛能与基于位移 的抗震设计越来越受到重 视, P u s h o v e r 分析被广泛运用于结构抗震性能评估当中。 欧进 萍等 考虑 结构抗力 和地 震作用 的随机性 , 提出 了评估 结构
基于Pushover的钢框架结构抗震性能分析

基于Pushover的钢框架结构抗震性能分析唐柏鉴;彭小龙;邵建华【摘要】The principle and operating steps of pushover method are presented, and it is applied to one three-storey steel frame structure. The comparison between equivalent base shear method with SAP2000 and manual computation in the book verifies finite element model in SAP2000. Then pushover analysis is carried out in detail with three different loading patterns, performance levels during structural anti-collapse are classified, and suggestions for optimization are put forward. The results indicate that this structure stays elastic under rare earthquake, and it can be optimized further.%针对某三层钢框架结构,通过底部剪力法与符合规范的手算方法相比较,验证了SAP2000结构模型的可靠性;采用三种侧向荷载加载方式分别对结构进行了Pushover分析,对结构抗倒塌性能水准进行了划分,并对原结构设计给出了优化建议.结果表明:在罕遇地震作用下结构处于弹性状态,结构抗震性能良好,原结构设计具有进一步优化的空间.【期刊名称】《江苏科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(026)005【总页数】5页(P439-443)【关键词】钢框架结构;Pushover法;底部剪力法;加载模式;性能水准划分【作者】唐柏鉴;彭小龙;邵建华【作者单位】江苏科技大学土木工程与建筑学院,江苏镇江212003;江苏科技大学土木工程与建筑学院,江苏镇江212003;江苏科技大学土木工程与建筑学院,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TU323.5Pushover分析方法,即静力弹塑性分析.通过Pushover分析得到荷载—位移曲线(又称Pushover曲线),将其与弹塑性反应谱曲线相结合,从而可以实现对结构抗震性能快速评估[1].Pushover分析方法的基本思路是:通过能力谱和需求谱曲线,评价结构在弹塑性状态下的最大需求内力及其变形能力.经过Pushover分析,既可以校核结构在多遇地震下的弹性设计,同时,也能够确定结构在罕遇地震作用下的破坏机制,找到薄弱部位,从而使设计人员对局部薄弱的环节进行修复和加强,使结构达到预定功能[2-3].1 Pushover法分析步骤1.1 建立结构模型首先建立结构模型,模型必须体现出结构行为的三维特征,包括强度、质量、刚度及各方向的变形能力.创建模型时,钢梁、钢柱均采用框架单元模拟,现浇板采用壳单元进行模拟.1.2 定义和设置塑性铰在SAP2000中给出了两种定义塑性铰的方法:①根据美国相关规范定义的塑性铰;②根据用户需求自定义的塑性铰.程序给框架单元提供了4种铰分别是:弯矩铰(M)、剪力铰(y)、轴力铰(P)、压弯铰(PMM).SAP2000中,针对框架单元,可以在框架单元的任何位置插入铰来模拟沿单元长度分布的塑性.但添加更多的铰将会增加计算量.所以塑性铰应设置在弹性阶段内力最大处,因为在结构的这些位置最先达到屈服.对于梁柱单元,一般情况是两端内力最大,所以一般在梁两端设置弯矩铰,在柱两端设置压弯铰.1.3 侧向荷载加载模式在进行Pushover分析时,首先要施加重力荷载,然后再施加侧向荷载.程序首先运行重力荷载作用下的非线性分析工况,它的终点刚度用来作为Pushover分析的初始条件.侧向荷载的分布模式会直接影响分析结果.在选取的侧向加载模式时,既应反映出地震作用下各结构层惯性力的分布,同时位移应能大体反映地震作用下结构的真实位移状况.在强震作用下,结构进入弹塑性阶段后,结构惯性力的分布和结构的自振周期也将变化,楼层惯性力的分布不可能只用一种方式来反映[4].为保证计算结果的可靠性,文中采用3种不同的侧向荷载分布方式分别对结构进行Pushover分析:采用倒三角型荷载加载方式(Push1);采用均布荷载加载方式(Push2);采用底部剪力法得到的分布方式 (Push3).1.4 结果性能评价经Pushover分析后,得到结构性能点,通过其相应的结构变形,可以从以下几个方面评估结构的抗震性能:1) 判断顶点侧移是否满足规范规定的弹塑性顶点位移的限值.2) 判断层间位移是否满足规范规定的弹塑性层间位移角限值.3) 检验梁、柱等构件塑性铰的变形是否超过某一性能水准下的变形要求.2 计算算例2.1 工程概况本算例为某三层钢框架结构,摘自王静峰主编的《钢结构课程设计指导与设计范例》[5].该钢框架地上3层,层高均为4.5 m.基础顶面标高为-0.300 m.框架梁、柱均采用热轧H型钢,钢材等级为Q235,纵向和横向框架梁取HN396×199×7×11,纵次梁取为HN300×150×6.5×9,楼梯间横次梁为HN396×199×7×11,框架柱取为HW300×300×10×15.楼屋面均采用现浇混凝土楼板,钢筋强度等级HPB235,混凝土强度等级为C20.楼面结构平面布置如图1.除沿外侧轴线设置外墙和楼梯间一侧布置内墙外,其余位置均未布置墙体.外墙和内墙均采用混凝土空心小砌块(390 mm×190 mm×190 mm;外墙外侧贴瓷面砖,内侧采用水泥砂浆粉刷;内墙两侧均采用水泥砂浆粉刷.屋顶女儿墙做法同外墙,高度为0.6 m.工程所在地区抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类.基本风压为0.35 kN/m2,地面粗糙度为B类.基本雪压为0.45 kN/m2.楼面活荷载标准值取3 kN/m2,楼梯间活荷载标准值取2.5 kN/m2.不上人屋面活荷载取0.5 kN/m2.图1 楼面结构布置Fig.1 Layout of floor structure2.2 结构分析模型本算例采用空间杆系模型如图2.图2 有限元分析模型Fig.2 Finite element analysis model楼板采用壳单元,膜的厚度取100 mm.荷载工况定义为地震作用沿强轴y轴,命名为qy.质量源定义为来自荷载,恒荷载乘数取为1,活荷载乘数取为0.5.屋顶女儿墙的荷载及二、三层墙体荷载以均布线荷载的方式施加在相应的框架梁上;屋面及楼面的永久荷载标准值和可变荷载标准值以均布面荷载的方式施加在相应的屋面或楼面上.模态分析工况振型数取为15.2.3 底部剪力法分析底部剪力法分析采用沿强轴y轴的地震荷载qy.表1给出了相关分析数据.利用SAP2000软件底部剪力法计算到得结构等效重力荷载代表值9 346.344 kN,文献[5]手算结果为9 345.44 kN;软件算得的基底剪力为302.532 kN,文献[5]手算结果为303.35 kN;相差甚小.从上述对比分析可知,SAP2000计算模型可靠.表1 底部剪力法分析Table 1 Analysis of base shear method荷载工况荷载方向最大地震影响系数地震烈度阻尼比场地特征周期周期折减系数周期重力荷载代表值/kN基底剪力/kNqyy0.087(0.1g)0.0350.350.91.112 39 346.344302.532 2.4 Pushover分析2.4.1 Pushover分析参数设置情况采用3种侧向荷载分布方式:倒三角荷载(Push1)、均布荷载(Push2)及底部剪力法得到的分布方式(Push3).3种侧向分布方式均采用静力非线性分析类型,考虑P-Δ.荷载施加控制中,选择位移控制.使用检测位移,检测位移值大小采用程序默认给出的模型总高度的1/25.监测位移点选择y方向,选取模型最高点(x=18 m,y=12m,z=13.8 m).为查看推覆过程中每一步的推覆结果,结果保存多个状态,文中选择保存最小状态数量50,保存最大状态数量100.2.4.2 基底剪力表2给出了3种侧向力分布方式下,性能点处对应的结构基底剪力,多遇状态下的基底剪力约为底部剪力法基底剪力值的1.2倍,罕遇状态下的基底剪力则达到其5倍以上.3种侧向力分布方式下,无论多遇地震还是罕遇地震,性能点处结构都未出现塑性铰,表明结构抗震性能良好,但设计过于刚强,设计偏保守.表2 多遇及罕遇地震作用下性能点处基底剪力Table 2 Base shear at performance points under small and rare earthquakes侧向力分布形式多遇地震下性能点处基底剪力/kN罕遇地震下性能点处基底剪力/kNPush1262.3651 615.01Push2286.5691 763.929Push3258.431 590.8032.4.3 层间位移角根据性能点处给出的位移值,可以确定结构在该地震作用下的层间侧移,若性能点处对应的结构层间位移满足规范要求,则表明结构可以抵御在此烈度下的地震作用,否则说明结构的抗震能力不足.表3给出了在多遇及罕遇地震作用下各性能点处最大层间位移值.说明结构在多遇及罕遇地震作用下变形均符合规范要求,不会倒塌破坏,最大层间位移角均发生在第二层.表3 多遇及罕遇地震作用下性能点处最大层间位移值Table 3 Maximum interlayer displacement at performance points under small and rare earthquakes楼层321 多遇地震底部剪力法1/7501/6161/803Push11/1 2461/8081/934Push21/1 5731/8741/964Push31/1 2041/8041/1 039弹性层间位移角限值1/300罕遇地震Push11/1991/1271/160Push21/2531/1401/155Push31/1901/1271/161弹塑性层间位移角限值1/502.4.4 需求谱与能力谱族曲线图在SAP2000软件中,Pushover曲线由程序自动计算所得,并转化为能力谱曲线,它们从整体上反映了结构抵抗水平力的能力;需求谱曲线由我国规范采用的标准加速度反应谱转化而来,它们反映了在一定地震作用下结构的地震响应.表3给出了结构分别在3种侧向荷载加载模式下性能点处对应的地震剪力.2.4.5 结构抗震性能水准划分按照我国规范关于工程结构抗震破坏等级和建筑物性能等级划分的原则,结合本结构分别在3种侧向荷载加载方式下结构塑性铰出现的顺序,其推覆分析可分为4个抗震水准[6-10],见图3和表4(z为基底剪力,d为顶点位移).其中A点对应起点;B 点对应结构框架横梁开始出现塑性铰;IO对应结构柱中开始出现塑性铰;LS对应框架柱中塑性铰大部分进入LS阶段但尚未进入C阶段;C对应结构极限承载能力.a) Push1b) Push2c) Push3图3 3种加载方式的结构性能水准分类Fig.3 Classification ofperformance levels for three different lateral loadings表4 结构抗倒塌过程的性能水准划分Table 4 Division of performance levels during the structural anti-collapse analysis水准状态塑性发展状态地震破坏、性能等级性能目标A-B弹性阶段、未出现塑性铰构件完好,无损伤小震不坏B-IO框架横梁中出现了塑性铰构件轻微损伤,出现轻微缝中震可修IO-LS横向框架梁中塑性铰向上发展,底层柱中出现塑性铰构件中等损坏,出现明显缝大震不倒LS-C塑性铰发展严重,致使结构倒塌构件严重损坏Push1罕遇地震作用下性能点处底部剪力为1 615.01 kN.当结构底部剪力达到1 625.052 kN时,结构的一层框架横梁上出现了塑性铰.当底部剪力达到2 487.735 kN时,横向框架梁中塑性铰向上发展,底层柱中开始出现塑性铰.当底部剪力达到2 712.542 kN时,底层柱中塑性铰开始增多,塑性增大.当底部剪力达到2 890.926 kN 时,达到结构的极限承载能力,随着侧向荷载的增大,底部剪力开始减小.Push2罕遇地震作用下性能点处底部剪力1 763.929 kN.当结构底部剪力达到1 916.002 kN时,结构的一层框架横梁上出现了塑性铰.当底部剪力达到2 663.32 kN时,横向框架梁中塑性铰向上发展,底层柱中开始出现塑性铰.当底部剪力达到2 891.579 kN时,底层柱中塑性铰开始增多,塑性增大.当底部剪力达到3 082.857 kN 时,达到结构的极限承载能力.Push3罕遇地震作用下性能点处底部剪力为1 590.803 kN.当结构底部剪力达到1 698.024 kN时,结构的一层框架横梁上出现了塑性铰.当底部剪力达到2 543.26 kN时,横向框架梁中塑性铰向上发展,底层柱中开始出现塑性铰.当底部剪力达到2 711.227 kN时,底层柱中塑性铰开始增多,塑性增大.当底部剪力达到2 848.371 kN 时,达到结构的极限承载能力,随着侧向荷载的增大,底部剪力开始减小.可以看出结构分别在3种侧向荷载加载方式下,结构多遇及罕遇地震作用下的性能点均处于A和B之间,即结构处于弹性状态,结构在大震之后仍有较大的变形能力和强度储备.2.4.6 优化建议为发挥框架梁在罕遇地震作用下耗能作用,对结构进行了初步优化.适当减小框架梁截面,当调整为HN350×175×7×11时,采用本文3种侧向加载方式,多遇地震作用下结构仍处于弹性状态;在罕遇地震作用下,结构楼层梁出现塑性铰,并随着侧向荷载加大,塑性程度进一步加大.当达到性能点时,框架柱未出现塑性铰,层间位移角满足规范要求.初步优化后节约了钢材降低了造价,同时结构抗震性能良好.3 结论1) Pushover法可以较全面地了解结构的内力和变形特征、塑性铰的出现顺序和位置、结构的薄弱部位及可能的破坏机制.2) 针对三层钢框架算例,通过与规范比较结构性能点状态时的层间位移角、顶点最大位移和根据塑性铰发展顺序等评价了结构抗震性能,得出此钢框架抗震性能良好.并对结构性能水准进行了合理划分.3) 原结构抗震性能良好,具有较大的安全储备,可以进一步优化,以降低结构用料.参考文献[1] 叶燎原,潘文.结构静力弹塑性分析(Push-over)的原理和计算实例[J].建筑结构学报,2000,21(1):37-51.Ye Liaoyuan, Pan Wen. The principle of nonlinear static analysis (Push-over) and numerical examples[J]. Journal of Building Structures, 2000,21(1):37-51.(in Chinese)[2] 汪大绥,贺军利,张凤新.静力弹塑性分析(Pushover Analysis)的基本原理和计算实例[J].世界地震工程,2004,20(1):45-53.Wang Dasui, He Junli, Zhang Fengxin. The basic principle and a case study of the static elastoplastic analysis (Pushover Analysis) [J]. World EarthquakeEngineering, 2004,20(1):45-53. (in Chinese)[3] 北京金土木软件技术有限公司.Pushover分析在建筑工程抗震设计中的应用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009:450-457.[4] 侯爱波,汪梦甫,周锡元,等.Pushover分析方法中各种不同的侧向荷载分布方式的影响[J].世界地震工程2007,23(3): 120-127.Hou Aibo, Wang Mengfu, Zhou Xiyuan, et al. The effect of many different lateral load patterns in the Pushover analysis[J]. World Earthquake Engineering, 2007,23(3): 120-127. (in Chinese)[5] 王静峰.钢结构课程设计指导与设计范例[M].武汉:武汉理工大学出版社,2010:345-356.[6] 吉小萍,董军.Pushover能力谱方法的基本原理及应用[J].四川建筑科学研究,2009,35(3):148-151.Ji Xiaoping, Dong Jun. Principle and application of Pushover capacity spectrum[J]. Sichuan Building Science, 2009,35(3):148-151. (in Chinese) [7] Shao Jianhua, Xu Renhai, Tang Baijian. Static elasto-plastic analysis on mega steel frame pre-stressed composite bracing structure[J]. Advanced Materials Research, 2012, 447:345-348.[8] Shao Jianhua, Gu Qiang, Shen Yongkang. Seismic performance evaluation of steel frame-steel plate shear walls system based on the capacity spectrum method [J]. Journal of Zhejiang University Science A, 2008,9(3): 322-329.[9] 方鹏凯,裴星洙.钢框架模型地震响应比较研究[J].江苏科技大学学报:自然科学版,2007,21(5):21-26.Fang Pengkai, Pei Xingzhu. Comparative study on steel frame modelsthrough seismic response analysis[J]. Journal of Jiangsu University of Science and Technology: Natural Science Edition, 2007,21(5):21-26. (in Chinese)[10] 裴星洙,黎雪环.结构振动模型和刚度矩阵对地震响应影响研究[J].江苏科技大学学报:自然科学版,2008,22(3):12-16.Pei Xingzhu, Li Xuehuan. Effect of structural vibration model and stiffness matrix on earthquake response[J]. Journal of Jiangsu University of Science and Technology: Natural Science Edition, 2008,22(3):12-16. (in Chinese)。
Pushover分析在建筑工程抗震设计中的应用

Pushover分析在建筑工程抗震设计中的应用B66Pushover分析的原理和实现方法概述基于性能的抗震设计师建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是:使抗震设计从宏观定性的目标想具体量化的多重目标过度,业主(设计者)可选择所需的性能目标;抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证。
有利于针对不用设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施,有利于建筑结构的创新。
基于性能的抗震设计理论是抗震设计理论的又一次重大变革,是一种发展方向。
作为抗震性能分析的重要方法之一,Pushover分析将非线性静力计算结果与弹性反应谱紧密结合起来,用静力分析的方法来预测结构在地震作用下的动力反应和抗震性能,在基于性能的勘正设计中,得到了广泛的研究与应用。
结构性能的检查方法为了分析建筑结构在给定水准地震作用下的性能,可以采用的分析方法有:静力弹性分析、动力弹性分析、非线性静力弹塑性分析、非线性动力弹塑性分析。
前面两类分析方法是目前广泛采用的、简便易于实施的分析方法,比如倭国规范中详细规定的底部剪力法、振型分解反应谱法及弹性时程分析方法。
然而,这些常规的分析方法无法反映建筑结构在强震作用下的弹塑性受力性能。
于是,非线性弹塑性分析相关理论的研究引起了广大科研工作者的重视。
非线性动力弹塑性分析,比如动力弹塑性时程分析,虽然被认为是一种非常可靠的分析方法,但是由于其分析技术复杂、计算工作量大,通常用于理论研究中,在工程界的应用尚不普及。
不过,一些优秀的抗震性能评估软件,比如Perform-3D,已实现讲这一复杂分析技术应用于工程实践中。
非线性静力弹塑性分析,即Pushover分析,是近年来较为流行的结构抗震性能评估方法,也是本书介绍的重点。
Pushover分析的有点在于: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,找到相应的薄弱环节,从而使设计者可以对局部薄弱环节进行修复和加强,是整体结构达到预定的使用功能。
基于Pushover方法的某中学框架校舍抗震鉴定

基于Pushover方法的某中学框架校舍抗震鉴定
程志伟;翟骏;郭樟根
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2013(029)004
【摘要】Pushover分析方法是一种基于位移的静力弹塑性分析方法,可以快速地对结构的抗震性能进行评估,近几年在国内外得到了广泛的重视和应用.首先采用我国现行抗震鉴定标准中的两级鉴定方法对一中学框架结构教学楼进行了抗震鉴定,同时,采用Pushover分析方法对教学楼的抗震性能进行了分析,对其进行了基于性能的抗震鉴定,考察了结构在不同水准地震作用下的响应,进行了罕遇地震作用下结构的弹塑性变形验算,判断结构能否满足大震下不倒塌的设防要求.
【总页数】5页(P183-187)
【作者】程志伟;翟骏;郭樟根
【作者单位】南京工业大学土木工程学院,南京210000;扬中市住建局,扬中212200;南京工业大学土木工程学院,南京210000
【正文语种】中文
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莉
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基于PUSH-OVER分析的桥梁抗震能力评估方法研究

基于PUSH-OVER分析的桥梁抗震能力评估方法研究桥梁是交通运输的枢纽,一旦遭受地震破坏,会给地震应急和震后恢复工作带来极大的困难。
对现有桥梁结构的抗震能力进行评估可以从整体上把握桥梁结构各构件的破坏过程,了解结构抗震的薄弱环节并制定相应的工程措施加以改善,为桥梁结构可靠性分析、损失评估以及桥梁加固优先级评价和地震应急决策提供必要的依据,是城市防震减灾的基础性工作之一。
本文在总结国内外有关理论和方法的基础上,围绕Push-over分析方法、地震损伤模型和桥梁震害分析展开了研究工作,提出了基于Push-over分析的桥梁抗震能力评估方法,并通过算例加以验证。
论文的具体内容如下: 1.评述了现有的几种桥梁抗震能力评估方法,指出了这些方法大多是基于经验的分析或定性的描述,难以完成较为准确的评估工作。
2.系统地分析了Push-over分析方法的基本概念和原理,重点研究了桥梁侧向荷载分布模式的选择;讨论了几种常用的Push-over分析方法,详细论述了能力谱方法的应用过程,给出了能力曲线的双折线的简化过程;论述了两种简化能力谱方法:强度折减系数法和Chopra简化能力谱方法;通过算例分析,比较Push-over分析方法与时程分析方法的计算结果,验证了本文所采用的桥梁侧向荷载分布模式的合理性及准确性。
3.从构件和结构两个层次上,对结构的地震损伤模型进行了研究;讨论了结构震害等级划分的原则及其标准,指出震害等级的划分只是一种定性的描述,不能精确地反映结构在地震中的破坏程度;论述了结构震害等级与损伤指数的对应关系,并参照建筑结构,给出了桥梁震害等级与损伤指数的关系。
4.提出一种基于Push-over分析的桥梁抗震能力评估方法。
论述了该方法的基本原理、抗震性能参数和地震损伤模型的选择,研究了损伤指数的简化计算方法,给出了桥梁抗震能力评估方法的具体实施步骤。
5.利用本文的Push-over方法对一座橡胶支座桥梁和一座刚构桥工程实例进行计算分析,并同非线性时程分析结果比较,以验证本文方法的可行性和准确性。
基于Pushover方法对某L形钢混结构抗震影响因素分析

基于Pushover方法对某L形钢混结构抗震影响因素分析谈到抗震,我们通常想到结构设计所遵循的三个原则,“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
对于小震和中震来讲,通常只需考虑结构弹性变形范围内的变化。
而对于罕遇地震,我们也要考虑弹塑性范围内结构的抗震性能,这也是我们通常结构设计中面临的难点。
文章主要采用了某个L形钢混结构实例,用Midas/gen软件进行分析,通过Pushover分析方法来探究柱截面、梁截面、结构高度等因素对于结构的弹塑性抗震性能的影响。
标签:Pushover;性能点;塑性铰1 工程概况该工程是位于山东的某办公楼,共六层,结构高度21.6m。
是一不规则L形钢混结构。
柱截面为500mm*500mm,梁截面为250mm*650mm,混凝土等级C30。
设计地震分组为两组,地震设防烈度为7(0.1g)度,场地类别为II类,框架抗震等级为三级。
本次分析采用Midas/gen[1]2014版本,结构模型如图1所示。
图12 罕遇地震下抗震影响因素分析在结构抗震方面,常考虑“强柱弱梁”,通过梁的塑形变形来吸收地震能量,给人们充分的预警。
因此,文章将会通过改变梁柱的截面尺寸和结构高度[2],分别研究该L形框架结构在大震下的弹塑性抗震性能,进行对比分析。
模型1为原结构模型,模型2柱截面长宽均增加50mm为550mm,模型3柱截面长宽均减小50mm为450mm,模型4梁截面高度增加50mm为700mm,模型5梁截面高度减小50mm为600mm,模型6结构增加4层,结构高度为36m。
2.1 性能点对比分析需求谱曲线是将标准的加速度反应谱(Sa-T 谱)转换为ADRS格式。
定义7度(0.10g)罕遇地震下的需求谱。
Midas/gen可以建立结构5%阻尼设计反应谱并转换成ADRS 格式,并将能力谱与Sa-Sd反应谱绘制在一起,两谱的交点即为性能点。
6个结构模型罕遇地震性能点(Sa,Sd)数据均能找到,如表1所示。
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a t he o r e t i c l a b a s i s f o r f u r t h e r r e s e a r c h.
Ke y wo r d s:s t e e l f r a me ;t us r s ;e l a s t i c~p l a s t i c a n a l y s i s ;P u s h—O v e r a n a l y s i s
福建建设科技
2 0 1于 P u s h o v e r 方 法 的 新 型 钢框 架 内 填 桁 架 结 构 抗 震 性 能 研 究
郑宏 , 马江萍 , 邱亚波 , 潘天久( 西安培华学院 建筑工程学 院 陕西西安 7 1 0 1 2 5 )
[ 摘 要] 本 文提 出 了一种新 型抗侧 力结构体 系 一钢框 架 内填平行弦桁架结构 , 应 用有 限元软件 S A P 2 0 0 0对 6层钢 框架和 不 同 形 式 钢框 架 内填 钢 桁 架 进 行 了静 力 弹 塑 性 分 析 , 对 比了结构 的顶点位 移、 基 底剪 力、 结构性 能点的指标 及塑性 铰发展 情况 。 通过 对比发现 , 钢框 架内填 平行 弦桁 架以后 , 结构刚度和承载 力增 强, 且桁架首先破 坏 , 充分起到抗震 设防 第一 道防线 的作 用 , 并 且从 中比 对 出较 为 合 理 的 内填 桁 架 形 式 , 为该 结构 体 系的进 一 步研 究提 供 理 论 依 据 。 [ 关键词 ] 刚框 架; 桁架 ; 弹塑性 分析 ; P U S H— O V E R分析
钢框架 、 剪力墙填充钢框架的刚度增幅是突变性质 的, 为 了解决 刚度 的突 变 问题 , 提 出深 梁 填充 钢框 架 …。K a h n和 H a n s o n l 2 最早提出 了钢筋混 凝土深 梁填充框 架 的结 构形式 。
0 引 言
道、 门窗 和管线 的布置 , 既可用于新建 结构 , 又可用 于结构加 固, 具有广 阔的应用前景 。 本 文 应 用 有 限元 软 件 S A P 2 0 0 0对 6层 钢 框 架 和不 同形 式 钢框架 内填钢桁架进行 了静力 弹塑性 分析 , 对 比了结构 的顶 点位移 、 基底 剪力 、 结构性能点 的指标及 塑性 铰发展情 况。