01带有剪力墙(筒体)结构静力弹塑性分析方法与应用
设置支撑的框架-剪力墙结构的静力弹塑性分析
设置支撑的框架-剪力墙结构的静力弹塑性分析摘要：本文采用大型有限元软件SAP2000对某设置支撑的框架-剪力墙结构进行Pushover分析，分析表明，只要支撑设计合理，可以和连梁一样作为抗震的一道防线，在大震的作用下首先发生破坏，通过破坏耗能，吸收大量地震作用，同时，支撑的破坏也降低结构的整体刚度，减弱了地震作用。
从而大大提高了结构的抗震性能。
关键词：支撑，框架-剪力墙，Pushover分析，抗震性能一引言随着人们对结构体系研究的深入，带支撑的框架-剪力墙结构体系在结构抗震设计中得到推广和应用，该体系的主要特点是用框架和支撑代替框架-剪力墙结构中的某些剪力墙，并保证其总体抗侧刚度和原本的框架-剪力墙抗侧刚度相差不大，支撑可以灵活调整结构的局部刚度，并能有效的协调各部分构件的共同工作，而且方便控制塑性铰出现的部位，构成“强柱，中梁，弱连梁，弱支撑”等几道抗震防线[1]，保证结构具备足够刚度的同时也有良好的延性，完全满足规范要求的三水准目标，即使在罕遇地震的作用下，也可以通过支撑的屈服破坏耗能，同时也减少了结构的总体刚度，减弱了地震作用，使结构拥有良好的抗震性能。
本文通过对该类结构工程实例的静力弹塑性分析来了解设置支撑对框架-剪力墙结构的改善作用。
二工程介绍及模型建立1工程概况工程实例是位于盘锦市的某综合性建筑，平面形状是长方形，结构尺寸轮廓是57.6m×18.6m，具体柱网尺寸如下图1、所示。
结构总高度为97.4m，地下一层，地上24层，地下一层为停车库，层高为5.45m，1-3层为餐饮、商业区，层高为4.5m，4层为设备层，5层以上为办公及商业用房，层高为3.6m，24层以上还有两层造型屋顶，忽略不计。
支撑尺寸为220×20。
图1 结构平面布置图2建立模型本文采用SAP2000作为分析工具，各个构件主要采用以下各种单元：框架柱：采框架单元，指定PMM铰；框架梁：采用框架单元，指定弯曲铰M3铰；连梁：弯曲铰和剪力铰；剪力墙：分层壳单元，采用分层壳模拟其非线性。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析及应用
般 比较小 ， 容易发 生剪 切塑性 破坏 ， 因此 在其跨
中布置 剪切塑 性铰 ， 模拟 其剪切 非线性 ， 图 １中 如
（） 示。 ｂ所
（ ）框 架 梁 ａ （ ）连 梁 ｂ
Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ．Ｄ提供 了多 种单 元 类 型 ， 要包 Ｅ ＦＲ ３ 主
括 杆单 元 、 单元 、 梁 柱单 元 、 单元 、 墙 隔振器 单元 以
（ ） 梁 单 元 。在 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ－Ｄ 中对 连 梁 ２连 Ｅ ＦＲ ３ 进行 模拟 可 以采用 梁 单 元 和墙 单 元 两 种方 式 ， 建 议采 用梁 单元 ， 这样 可以简 化墙 单元 的划 分 ， 而且 更能 直观 体现 出连梁 的受力 变形 特性 。在采 用梁 单元 模拟 连梁 时 ， 由于剪 力 墙单 元 的节 点 不具 备 转 动 刚 度 ， 成 结 构 刚 度 偏 小 ，Ｅ Ｆ Ｒ ３ 的 造 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ－Ｄ 使用 说 明… 中建 议设 置嵌入 梁 （ｍ ｅｄｄｂａ ， ｉｂｄｅ ｅｍ） 来 连接连 梁与 剪力墙 ， 入梁 梁 宽 可取 连 梁 的 ２ 嵌 Ｏ
第２ ８卷第 ３期 ２ １ 年 ９月 ０１
土
木
工
程
与
管
理
学
报
Ｖ Ｉ２ ． ｏ ． ８ Ｎｏ ３
Ｊ ｕ ａ ｆ ｖｌＥ ｇｎ ｅｉｇａ ｄ Ｍａ ａ ｅ ｎ ｏ ｒ ｌｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｎ Ｃｉ ｎ
Ｓ ｐ ２ １ ｅ ．０ １
钢 筋 混 凝 土 剪 力 墙 弹 塑 性 分 析 及 应 用
万金国， 苗启松
（ 北京市建筑设计研究院 ， 北京 １０ ４ ） ０ ０５
摘
要： 介绍 了 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ ３ Ｅ Ｆ Ｒ 一Ｄ中各种单元 的弹塑性模 型， 对单 片剪力墙 和钢筋 混凝 土核心 筒的试验模 型进行
建筑结构静力弹塑性分析方法及其减震控制
二、静力弹塑性分析方法的实施 步骤
二、静力弹塑性分析方法的实施步骤
1、定义材料属性：静力弹塑性分析需要输入材料的弹性模量、泊松比、剪切 模量、密度等参数，以及材料的非线性应力-应变关系。
二、静力弹塑性分析方法的实施步骤
2、建立结构模型：使用有限元方法建立结构模型，包括几何形状、边界条件 和载荷条件。
建筑结构静力弹塑性分析方法
建筑结构静力弹塑性分析方法
建筑结构静力弹塑性分析方法的基本原理是在荷载作用下，结构产生变形， 并导致应力和应变的产生。通过考虑材料的弹性和塑性性能，可以得出结构的弹 塑性响应。具体的计算步骤包括以下几个步骤：
建筑结构静力弹塑性分析方法
1、建立结构的计算模型，并确定结构的材料参数和边界条件； 2、对结构进行静力荷载作用下的弹性分析，得出结构的弹性响应；
内容摘要
在进行静力弹塑性分析时，需要考虑多种荷载工况，例如自重、风载、地震 作用等。通过在MIDASGEN中设置相应的荷载工况，可以模拟高层建筑结构在不同 荷载作用下的响应。同时，还需要根据建筑结构的特点，选择合适的分析方法和 计算参数，例如静力弹塑性分析方法、屈服准则等。
内容摘要
在MIDASGEN中，可以通过输出位移、应力、应变等结果，对高层建筑结构的 静力弹塑性进行分析。通过与其他方法（如有限元方法、实验方法等）的比较， 可以发现MIDASGEN在分析高层建筑结构的静力弹塑性方面具有较高的对高层建筑结构进行静力弹塑性分析是可行的，并且能 够得出可靠的结果。在实际工程中，MIDASGEN可以为高层建筑结构的安全性和稳 定性评估提供有力的支持。在进行高层建筑结构的静力弹塑性分析时，需要注意 建模的准确性、参数设置的合理性、荷载工况的全面性以及结果分析的可靠性等 问题。通过不断改进和完善分析过程，可以进一步提高MIDASGEN在高层建筑结构 分析中的精度和效率。
静力弹塑性分析(Pushover分析)两种方法剖析
静力弹塑性分析(Pushover分析)■简介Pushover分析是考虑构件的材料非线性特点，分析构件进入弹塑性状态直至到达极限状态时结构响应的方法。
Pushover分析是最近在地震研究及耐震设计中经常采用的基于性能的耐震设计(Performance-BasedSeismicDesign,PBSD)方法中最具代表性的分析方法。
所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构的目标性能(targetperformance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。
Pushover分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不坏、中震可修的规范要求，然后再通过pushover分析评价结构在大震作用下是否能满足预先设定的目标性能。
计算等效地震静力荷载一般采用如图2.24所示的方法。
该方法是通过反应修正系数(R)将设计荷载降低并使结构能承受该荷载的方法。
在这里使用反应修正系数的原因是为了考虑结构进入弹塑性阶段时吸收地震能量的能力，即考虑结构具有的延性使结构超过弹性极限后还可以承受较大的塑性变形，所以设计时的地震作用就可以比对应的弹性结构折减很多，设计将会更经济。
目前我国的抗震规范中的反应谱分析方法中的小震影响系数曲线就是反应了这种设计思想。
这样的设计方法可以说是基于荷载的设计(force-baseddesign)方法。
一般来说结构刚度越大采用的修正系数R越大，一般在1~10之间。
但是这种基于荷载与抗力的比较进行的设计无法预测结构实际的地震响应，也无法从各构件的抗力推测出整体结构的耐震能力，设计人员在设计完成后对结构的耐震性能的把握也是模糊的。
基于性能的耐震设计中可由开发商或设计人员预先设定目标性能，即在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力，并使结构设计满足该性能目标。
结构的耗能能力与结构的变形能力相关，所以要预测到结构的变形发展情况。
所以基于性能的耐震设计经常通过评价结构的变形来实现，所以也可称为基于位移的设计(displacement-baseddesign)。
静力弹塑性分析方法与与动力弹塑性分析方法的优缺点
静力弹塑性分析方法与与动力弹塑性分析方法的优缺点Pushover）分析法1、静力弹塑性分析方法（Pushover）分析法优点：（1）作为一种简化的非线性分析方法，Pushover方法能够从整体上把握结构的抗侧力性能，可以对结构关键机构及单元进行评估，找到结构的薄弱环节，从而为设计改进提供参考。
（2）非线性静力分析可以获得较为稳定的分析结果，减小分析结果的偶然性，同时花费较少的时间和劳力，较之时程分析方法有较强的实际应用价值。
2、静力弹塑性分析方法（Pushover）分析法缺点：（1）它假定所有的多自由度体系均可简化为等效单自由度体系，这一理论假定没有十分严密的理论基础。
（2）对建筑物进行Pushover分析时首先要确定一个合理的目标位移和水平加载方式，其分析结果的精确度很大程度上依赖于这两者的选择。
（3）只能从整体上考察结构的性能，得到的结果较为粗糙。
且在过程中未考虑结构在反复加载过程中损伤的累积及刚度的变化。
不能完全真实反应结构在地震作用下性状。
二、弹塑性时程分析法1、时程分析法优点：（1）采用地震动加速度时程曲线作为输入，进行结构地震反应分析，从而全面考虑了强震三要素，也自然地考虑了地震动丰富的长周期分量对高层建筑的不利影响。
（2）采用结构弹塑性全过程恢复力特性曲线来表征结构的力学性质，从而比较确切地、具体地和细致地给出结构的弹塑性地震反应。
（3）能给出结构中各构件和杆件出现塑性铰的时刻和顺序，从而可以判明结构的屈服机制。
（4）对于非等强结构，能找出结构的薄弱环节，并能计算出柔弱楼层的塑性变形集中效应。
2、时程分析法缺点：（1）时程分析的最大缺点在于时程分析的结果与所选取的地震动输入有关，地震动时称所含频频成分对结构的模态n向应有选择放大作用，所以不同时称输入结果差异很大。
（2）时程分析法采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分，从而求得结构在地震过程中每一瞬时的位移、速度和加速度反应。
所以此法的计算工作十分繁重，必须借助于计算机才能完成。
浅谈静力弹塑性分析(Pushover)的理解与应用
浅谈静力弹塑性分析（Pushover ）的理解与应用摘要：本文首先介绍采用静力弹塑性分析（Pushover ）的主要理论基础和分析方法，以Midas/Gen 程序为例，采用计算实例进行具体说明弹塑性分析的步骤和过程，表明Pushover 是罕遇地震作用下结构分析的有效方法。
关键词：静力弹塑性 Pushover Midas/Gen 能力谱 需求谱 性能点一、基本理论静力弹塑性分析方法，也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种静力分析方法，在一定精度范围内对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析。
简要地说，在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力或侧向位移，单调加荷载（或位移）并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）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，依次循环直到控制点达到目标位移或建筑物倾覆为止，得到结构能力曲线，之后对照确定条件下的需求谱，并判断是否出现性能点，从而评价结构是否能满足目标性能要求。
Pushover 分析的基本要素是能力谱曲线和需求谱曲线，将两条曲线放在同一张图上，得出交会点的位移值，同位移容许值比较，检验是否满足特定地震作用下的弹塑性变形要求。
能力谱曲线由能力曲线（基底剪力-顶点位移曲线）转化而来（图1）。
与地震作用相应的结构基底剪力与结构加速度为正相关关系，顶点位移与谱位移为正相关关系，两种曲线形状一致。
其对应关系为：1/αG V S a =roofroof d X S ,11γ∆=，图1 基底剪力-顶点位移曲线转换为能力谱曲线其中1α、1γ、roof X ,1分别为第一阵型的质量系数，参与系数、顶点位移。
该曲线与主要建筑材料的本构关系曲线具有相似性，其实其物理意义亦有对应，在初始阶段作用力与变形为线性关系，随着作用力的增大，逐渐进入弹塑性阶段，变形显著增长，不论对于构件，还是结构整体，都是这个规律。
需求谱曲线由标准的加速度响应谱曲线转化而来。
剪力墙结构的静力弹塑性分析
剪力墙结构的静力弹塑性分析【摘要】简述了静力弹塑性分析的原理，通过工程实例进行相关的对比和讨论。
【关键词】静力弹塑性分析；剪力墙结构；结构抗震性能评价；epda1、前言一般建筑结构的抗震设计都需要考虑结构的弹塑性行为。
由于时程分析法计算工作量大，结果处理繁杂，相比之下， pushover 法更方便于进行抗震设计。
尤其是上世纪 90年代以后，随着基于性能的抗震设计思想的提出和发展，pushover 方法得到了深入的研究和日益广泛的应用。
我国在新的建筑结构抗震设计规范中也引入了pushover方法。
利用pushover方法进行结构分析的优点在于：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，找到最先破坏的薄弱环节，从而使设计者仅对局部薄弱环节进行修复和加强，不改变整体结构的性能，就能使整体结构达到预定的使用功能。
对多遇地震的计算，可以与弹性分析的结果进行验证，看总侧移和层间位移角、各杆件是否满足弹性极限要求，各杆件是否处于弹性状态；对罕遇地震的计算，可以检验总侧移和层间位移角、各个杆件是否超过弹塑性极限状态，是否满足大震不倒的要求。
2、原理与实施步骤2.1 原理静力非线性分析方法是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法。
它是将静力弹塑性分析和反应谱相结合进行图解的快速计算方法。
其原理是使结构分析模型受到一个沿结构高度为单调逐渐增加的侧向力或侧向位移，直至控制点达到目标位移或建筑物倾覆为止。
基于结构行为设计使用pushover分析，包括形成结构近似需求曲线和能力曲线，并确定曲线交点。
需求曲线基于反应谱曲线，能力曲线基于静力非线性pushover分析。
在pushover分析中，结构受到逐渐增加的荷载作用，从而得到需求曲线和能力曲线的交点，即性能点。
由于性能点定义了结构的底部剪力和位移，因此通过结构在性能点的行为和现行规范进行比较，从而确定结构是否满足要求。
2.2实施步骤（1）准备工作：建立结构模型，包括几何尺寸、物理参数以及节点和构件的编号，并输入构件的实配钢筋以便求出各个构件的塑性承载力。
弹塑性弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用
弹塑性弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用
弹塑性分析方法是基于结构的材料和几何非线性性质进行建模和分析的。
通过将结构划分为弹性区域和塑性区域，可以更好地模拟结构在地震
荷载下的行为。
在分析中，通常假设结构的主要构件为弹性，而柱子、墙
体等容易发生塑性变形的构件为塑性。
通过这种划分，可以更准确地计算
结构的变形、应力和内力。
在进行弹塑性分析时，需要首先确定结构的塑性铰点。
塑性铰点是结
构中容易发生塑性变形的位置，通常位于柱子、墙体等受力较大的构件的
连接处。
通过在这些位置设定塑性铰点，可以更准确地模拟结构的塑性变形。
在分析过程中，需要使用弹塑性弹塑性分析方法，根据地震荷载的特
点进行模拟。
地震荷载是具有瞬时性和可破坏性的荷载，结构的响应通常
呈现出非线性和瞬时峰值现象。
弹塑性分析方法可以更准确地模拟地震荷
载作用下结构的非线性行为，并预测结构的瞬时峰值响应。
在进行弹塑性分析时，还需要考虑结构的能量耗散和恢复能力。
地震
作用下，结构的能量会被耗散，而恢复能力不足的结构容易发生破坏。
弹
塑性分析方法可以通过考虑结构的材料和几何非线性性质，更准确地估计
结构的能量耗散和恢复能力，从而提高结构的抗震能力。
弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用具有重要意义。
它可以更准
确地预测结构的变形、应力和内力，为结构的设计和改进提供准确的依据。
通过弹塑性分析方法，可以更好地评估结构的抗震能力和安全性，为地震
区的建筑物提供更稳固和可靠的保障。