MIDAS_Gen-PUSHOVER分析方法全攻略—730版
midas关于Pushover分析总结
M i das进行P ushover分析的总结 1.1版-----完全是个人体会，有所错误在所难免一．不得不说的基本概念1．P ushover是什么和前提条件P ushover也叫推倒分析，是一种静力弹塑性分析方法，或者叫非线性静力分析方法，在特定前提下，可以近似分析结构在地震作用下的性能变化情况。
给桥梁用某种方式，比如墩顶集中力方式，施加单调增加的荷载，相应的荷载位移关系就会呈现明显的非线性特征。
这里可以认为IO是处在正常使用状态，LS为承载能力极限状态，CP是完全倒塌破坏。
从IO开始结构开始进入弹塑性状态，在LS前结构的损伤尚可修复，且结构整体是安全的，而越过LS 损伤就难以修复了，但是CP前还不至于倒塌。
设计中对于不同构件或部位，在特定地震作用下，其性能要求是不一样的。
而特定的前提很明确，就是在整个地震反应时程中，结构反应由单一振型控制，在《公路桥梁抗震细则》（以下简称《细则》）中，认为常规桥梁中的规则桥梁都满足这一条件（条文说明 6.3.4），因此E1地震可以采用简化反应谱方法，也可用一般的多振型反应谱方法，E2则用Pus hover。
2．P ushover的分析目的在E2地震作用下，《细则》要求：可见，对于规则桥梁，只需要检算墩顶位移就可以了。
对于单柱墩，容许位移可按7.4.7条推荐的公式进行计算，而双柱墩按7.4.8条要求进行Pus hover分析根据塑性铰的最大容许转角（7.4.3）得到。
而无论是7.4.3还是7.4.7都要用到Φy和Φu，对于圆形或者矩形截面可按附录B计算，而特殊的截面，可按7.4.4和7.4.5的要求计算。
计算方法可以自己编程实现，也可用现成的软件如R es ponse2000等来作为工具。
而对于在特定的E2地震作用下，墩顶的位移，都需要用P ushover的能力谱法得到。
所以Pus hover的目的一个是画出荷载位移曲线后，找到塑性铰达到最大容许转角时的曲线点，计算出墩顶容许位移，第2个目的是应用能力谱法，找到性能点，得到E2地震作用下，墩顶的位移。
基于MIDAS／GEN高层剪力墙结构push-over分析
基于MIDAS/GEN高层剪力墙结构push-over分析【摘要】基于性能抗震设计的基本思想是使被设计的建筑物在使用期间满足各种预定功能或性能目标要求。
本文采用MIDAS/GEN对一栋31层剪力墙结构进行静力弹塑性分析，结果表明，该方法从层间位移角、塑性铰分布等方面对结构进行量化评价，并揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节，实现了基于性能的抗震设计。
【关键词】MIDAS剪力墙push-over静力弹塑性基于性能抗震设计基于性能的抗震设计PBSD（performance based seismic design）思想是20世纪90年代初由美国学者提出，它是使设计出的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。
我国一些学者也对PBSD进行了定义：基于性能的结构抗震设计是指根据建筑物的重要性和用途确定其性能目标，根据不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，使设计的建筑在未来地震中具备预期的功能。
本文采用MIDAS/GEN对一栋31层剪力墙结构进行静力弹塑性分析和抗震性能评价，从层间位移角、塑性铰分布及变形等方面对结构进行了综合的量化评价，揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节，实现了基于性能的抗震设计。
1静力弹塑性分析方法静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS，以下简称POA）方法也称为推覆法，它基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告[1]，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。
其计算过程如下[6]:(1)准备结构数据。
包括建立结构模型，构件的物理常数和恢复力模型等；(2)计算结构在竖向荷载作用下的内力(将其与水平力作用下的内力叠加，作为某一级水平力作用下构件的内力，以判断构件是否开裂或屈服)；(3)在结构每一层的质心处，施加沿高度分布的某种水平荷载。
施加水平力的大小按以下原则确定：水平力产生的内力与2步所计算的内力叠加后，使一个或一批构件开裂或屈服；(4)对于开裂或屈服的构件，对其刚度进行修改后，再施加一级荷载，使得又一个或一批构件开裂或屈服；(5)不断重复3，4步，直至结构顶点位移足够大或塑性铰足够多，或达到预定的破坏极限状态；(6)绘制底部剪力¬¬¬¬¬¬—顶部位移关系曲线，即推覆分析曲线。
PUSHOVER分析
提要：本文首先介绍采用Midas/Gen进行Pushover分析的主要方法及使用心得，然后结合工程实例进行具体说明，其结果反映出此类结构在大震下表现的一些特点，可供类似设计参考。
关键词：Pushover 剪力墙结构超限高层 Midas/Gen静力弹塑性分析（Pushover）方法是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，本质上是一种静力分析方法。
具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力，单调加荷载并逐级加大；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，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），得到结构能力曲线，并判断是否出现性能点，从而判断是否达到相应的抗震性能目标[1]。
Pushover方法可分为两个部分，第一步建立结构能力谱曲线，第二步评估结构的抗震性能。
对剪力墙结构体系的超限高层而言，选取Pushover计算程序的关键是程序对墙单元的设定。
SAP2000、ETABS软件没有提供剪力墙塑性铰，对框-剪结构可将剪力墙人工转换为模拟支撑框架进行分析；对剪力墙结构来说，进行转换不可行。
而Midas/Gen程序提供了剪力墙Pushover单元（类似薄壁柱单元，详见用户手册），对剪力墙能够设置轴力－弯矩铰以及剪切铰。
下面将详细介绍如何在Midas/Gen中进行Pushover分析的步骤（以Midas/Gen 6.9.1为例）：一 Pushover分析步骤1. 结构建模并完成静力分析和构件设计直接在Midas/Gen中建模比较繁琐，可以用接口转换程序从SATWE(或其他程序如SAP2000)中导入。
SATWE转换程序由Midas/Gen提供，会根据PKPM的升级而更新。
转换仅需要SATWE中的Stru.sat 和Load.sat文件。
转换时需要注意的是，用转换程序导入SATWE的模型文件后，形成的是Midas/Gen的Stru.mgt文件，是模型的文本文件形式，需要在Midas/Gen中导入此文件，导入后还应该注意以下几个问题：1) 风荷载及反应谱荷载没有导进来，需要在Midas/Gen中重新定义；2) 需要定义自重、质量；3) 需要定义层信息，以及墙编号；此外，还应注意比较SATWE的质量与Midas/Gen的质量，并比较两者计算的周期结果实否一致。
MIDASGen 中做Pushover 分析的步骤
问: 在MIDAS/Gen中做Pushover分析的步骤?
答: Pushover Analysis 中文又称为静力弹塑性分析或推倒分析。
在MIDAS/Gen中混凝土结构和钢结构的静力弹塑性分析的步骤不尽相同。
混凝土结构的静力弹塑性分析步骤为分析->设计->静力弹塑性分析。
钢结构的静力弹塑性分析步骤为分析分析->静力弹塑性分析。
即混凝土结构必须经过配筋设计之后才能够做静力弹塑性分析，因为塑性铰的特性与配筋有关。
设计结束后，静力弹塑性分析的步骤如下：
1. 在静力弹塑性分析控制对话框中输入迭代计算的控制数据。
2. 定义静力弹塑性分析的荷载工况。
在此对话框中可选择初始荷载、位移控制量、是否考虑重力二阶效应和大位移、荷载的分布形式(推荐使用模态形式)。
3.定义铰类型(提供标准类型，用户也可以自定义)
4.分配塑性铰。
用户可以全选以后，按"适用"键。
5. 运行静力弹塑性分析。
6. 查看分析曲线。
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。
PUSHOVER分析方法全攻略
PUSHOVER分析方法全攻略作为一种常用的风险评估方法，PUSHOVER分析（Pushover Analysis）是一种基于位移的结构性能评估方法，可用于评估结构在地震等外部力作用下的破坏性能。
PUSHOVER分析的基本原理是通过对结构进行逐步加载，计算结构的位移响应，并在每个加载级别上评估结构的非弹性变形。
其中，位移响应与荷载之间的关系被表示为荷载位移曲线（Load-displacement Curve），曲线上的各点对应于结构在不同荷载水平上的位移响应。
为了进行PUSHOVER分析，以下是一些主要步骤和技术，供参考：1.结构模型准备首先，需要准备一个精确的结构模型，包括准确的几何形状、结构材料性质以及荷载。
模型可以通过各种建模软件进行创建，如ETABS、SAP2000等。
2.定义截面性能曲线对于每个结构构件，需要定义其截面的性能曲线。
这些曲线一般采用双切模型（Bi-linear Model）或多切模型（Multi-linear Model）来表示构件的力-位移响应。
3.建立非线性弹簧模型根据结构的截面性能曲线，需要建立每个构件的非线性弹簧模型。
这些弹簧模型可以通过弹簧刚度系数和屈服强度等参数来表示。
4.定义加载方式定义结构的加载方式，包括单项或多项加载。
在推进分析中，通常采用单项加载，即逐步增加水平荷载。
5.设定分析参数根据需要，设定分析的参数，包括推进步长、最大推进步数以及各构件的水平刚度。
6.进行PUSHOVER分析根据设定的加载方式和分析参数，进行PUSHOVER分析。
在每个加载步骤中，计算结构的位移响应，并绘制荷载位移曲线。
7.评估结构性能根据荷载位移曲线，评估结构的性能，包括塑性铰的形成、破坏模式以及结构的侧向刚度退化等。
8.修正分析结果在分析过程中，根据实际情况对模型进行修正。
例如，在形成塑性铰后，可以调整结构的刚度或强度参数。
9.分析结果报告最后，将分析结果整理成报告，包括结构的性能评估、塑性铰的位置和破坏模式等信息。
MIDAS新手问题之GEN篇
MIDAS新手问题之GEN篇问1：midas采用弹性楼板时，能自动考虑梁翼缘的作用吗？即自动刚度放大！答：梁翼缘作用在分析时主要是反应在梁刚度放大上，在程序中可以通过“截面特性调整系数”这一选项进行修改边梁及中梁刚度。
另外在截面定义的时候也可以修改刚度值。
问2：midas建模是不是太复杂啊？可不可以先PKPM建模再调入计算分析！答：在midas中支持与其他软件的接口，例如pkpm、sap、staad及CAD等程序进行数据转换。
在pkpm中经过SATWE计算后的模型可以转换到midas中，其中需要有个转换的程序，这个是midas自带的。
转换后的模型中包括材料特性、模型特征、楼面荷载等信息。
如果熟悉程序的话midas建模也是相当快的，比画图也差不多了多少。
问3：请教面荷载的输入方法？我知道一个方法：一个个地点一个封闭平面的节点去选择一个面，然后输入荷载，还有其它快捷的方法吗？如像PKPM的面荷载输入？答：面荷载的输入分为2种情况：a 、一种是结构存在竖向面荷载——例如楼面荷载、屋面荷载，b、一种是横向面荷载——如风荷载，水压力或土压力。
在竖向荷载布置的时候，可以通过选择四个角点来布置已经定义的楼面荷载值或压力荷载（注意：只需要选择最外围的角点即可，不需要逐个房间点取）。
在不规则结构中无法形成刚性板因此无法由程序直接计算风荷载，此时需要在结构立面建立一个专为导荷载而用的“虚面”——即该板单元刚度和重量对结构的影响可以忽略不计。
在虚面上进行加载，可以形成实际的风荷载。
问4：若模型中有只拉单元，是不是还要加个非线性工况？怎么加？怎么组合？答：模型中的只受拉单元在一般计算时通常是等代为桁架单元来计算的，因此在非线性分析才显示出只受拉单元的特性。
做非线性的时候按照常规组合即可，读取内力、位移等数值时查看只受拉单元就OK. 至于你想做个自定义的工况的话，在形成荷载组合那个菜单里自己修改参数定义一下就行。
注意：该种情况用的不多，通常程序已经按照荷载规范中荷载组合方式进行组合了，先看看组合说明再做，别做无用功。
MIDAS_Gen-PUSHOVER分析方法全攻略—730版
静力弹塑性分析方法-Gen 730版
北京迈达斯技术有限公司
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3、pushover分析原理
方法原理： Pushover分析通过考虑构件的材料非线性特点，评估构件进入弹塑性状 态直至到达极限状态时结构性能的方法。 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-Based Seismic Design, 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(target performance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。 分析目的： 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 是否满足预先设定的目标性能。如： 1、通过pushover分析得到结构能力曲线。与需求谱曲线比较，判断结 构是否能够找到性能点，从整体上满足设定的大震需求性能目标。 2、性能点状态下结构的最大层间位移角是否满足规范“层间弹塑性位 移角限值”的要求。（框架1/50,框剪1/100,纯剪1/120,框支层1/120） 3、是否在模拟结构地震反应不断加大的过程中，构件的破坏顺序（塑 性铰开展）和概念设计预期相符， 梁、柱、墙等构件的变形, 是否超过构件 某一性能水准下的允许变形。
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对于梁柱，“排 序”选为“特性 值”，“更新配 筋”项激活
点“全选”按钮 可自动勾选构件
别忘了最后 更新配筋
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4、操作流程详解-配筋输入
对于墙，“排序” 选为“墙号＋ 层”， “更新配 筋”项激活
定义PUSHOVER铰的刚度折减率默认值： 在此修改默认 值后点击确认键，则所有铰的刚度折减率都将自动修改。
自动计算具有分布型铰特性的梁单 元的屈服强度时，需要参考梁单元某个 位置的特性(如配筋) ：I端、J端、中心
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4、操作流程详解-配筋输入
方法2：用户自定义配筋结果
特点：在设计-钢筋混凝土构件设计参数-编辑验算用梁（柱、墙）截面参数，输入验 算用截面，构件的最终实配配筋结果以此为准。可在方法一更新后配筋的基础上修改。
转换为加速度-位移关系 能力谱曲线
3、pushover分析原理
需求谱曲线：地震作用的响应谱转换为用ADRS(Acceleration-Displacement Respo nse Spectrum)方式表现的需求谱(demand spectrum)。
Sa Sa
transform
Tn
Response Spectrum Demand Spectrum
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1、主要大震分析程序
方法
静力弹塑性 分析
优缺点
应用程序
MIDAS/Gen SAP2000、ETABS
主要特点
能直接做剪力墙结构——实现便 利，结果稳定，易于掌控。 适用于杆系结构——墙需用支撑 框架代替，实现起来较复杂。
4、操作流程详解-定义推覆工况
两种方法的比较：终止分析条件
当前刚度比
弹性(线性) ：Cs = 1.0 到屈服极限 ：1.0>oad
100.00
C S =0.00
80.00
0.42 0.56 0.70
0.28 0.51
荷载增量很难获 得稳定解
60.00
0.79 0.84 0.88
两个问题：如何推？推到何种程度？ MIDAS/Gen中提供两种Pushover分析方法：
A、基于荷载增量的荷载控制法 B、基于目标位移的位移控制法
MIDAS/Gen的荷载控制法：采用全牛顿－拉普森（Full-NewtonRaphson）方法。 牛顿－拉普森方法是采用微分原理求解的方法。 优点：是速度快，荷载概念明确。 缺点：面对一个未知结构，荷载增量数不好控制，结构达到最大 承载力后开始进入下降段，此时无法再增加荷载（Gen 730 可进行判断，然后自动保证收敛）。
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3、pushover分析原理
能力谱曲线与需求谱曲线 能力（谱）曲线：Pushover分析通过逐渐加大预先设定的荷载直到最大性能控制点 位置，获得荷载－位移能力曲线(capacity curve)。多自由度的荷载－位移关系转换为 使用单自由度体系的加速度－位移方式表现的能力谱(capacity spectrum)。
4、操作流程详解
（1）配筋条件的输入；
（2）定义pushover主控数据； （3）定义pushover工况； （4）定义铰特性值，并分配铰； （5）计算与查看pushover分析结果。
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性能点处基底剪力、控制点的位移。可与小震下基底剪力及控制点位移 比较，判断大震pushover分析结果的合理性。一般为3～4倍。
修改图形显示状况
与建筑物新旧相关
性能点状况下的结构等效周期与等效阻尼
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CS
40.00
0.92 0.94
20.00
0.0 Cs 1.0
4、操作流程详解-定义推覆工况
（3）定义pushover工况
（位置： 设计-pushover分析-pushover荷载工况）
步骤同“钢筋混凝土结构抗震分析及设计”
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4、操作流程详解-定义推覆工况
初始的目标位移一般可假定为结构总高度的1%、2%、4%。 这些数值一般相当于最大层间位移值，与结构的破坏情况相关 。一般认为，整体结构达到该位移时，结构的破坏程度已包含 并超过大震下结构的性能状态点。
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roof
F
Capacity Curve
Capacity Spectrum
Vbase
Pushover Analysis
Sa
transform
Vbase
roof
MDOF System
Sd SDOF System
分析得到的荷载-位移关系 能力曲线
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4、操作流程详解-定义主控数据
定义初始荷载
在PUSHOVER 荷载工况中选择考虑初始荷载。 考虑轴力变化的影响时需要考虑初始荷载
定义收敛条件
适用于所有PUSHOVER荷载工况
设置刚度折减率默认值
PKPM系列
ABAQUS MIDAS/Gen Perform 3D PKPM系列
能直接做剪力墙结构
采用纤维墙元模型——程序复杂， 价格昂贵，需组建专业团队。 适用于杆系结构——大跨场馆、 框架等，采用先进的纤维模型。 采用纤维墙元模型——全英文、 手动命令输入，对操作者要求高， 适用于科研院校等。 可以做墙元。——操作便利，但 人为可干预性较弱。
4、操作流程详解-配筋输入
（1）配筋条件的输入
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4、操作流程详解-配筋输入
方法1：利用程序配筋设计的结果
特点：PUSHOVER分析时混凝土构件需配置钢筋，程序直接将设计配筋结果赋予构件。
动力弹塑性 分析
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2、MIDAS/Gen适用范围
高层结构
空间结构
体育场
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基于荷载增分法的Pushover分析
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4、操作流程详解-定义推覆工况
基于目标位移的位移控制法 MIDAS/Gen的位移控制法是由用户定义目标位移，然后逐渐 增加荷载直到达到目标位移的方法。目标位移分为整体控制和 主节点控制两种，整体控制是所有节点的位移都要满足用户输 入最大位移，位移也是整体位移，不设置某一方向的位移控制 。主节点控制是用户指定特定节点的特定方向上的最大位移的 方法。基于性能的耐震设计大部分是先确定可能发生最大位移 的节点和位移方向后给该节点设定目标位移的方法。
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4、操作流程详解-定义推覆工况
荷载
将最终(n+1)步骤的增分量作为 后面的增分荷载
等差级数对应的 增分荷载
预测的坍塌荷载 Qud*X 分析获得的 最终荷载(坍塌荷载) Qu
弹性极限
位移
勾选要编辑验算的构件截面
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4、操作流程详解-定义主控数据
（2） 定义pushover主控数据
（位置： 设计-pushover分析-pushover主控数据）
步骤同“钢筋混凝土结构抗震分析及设计”
3、pushover分析原理
方法原理： Pushover分析通过考虑构件的材料非线性特点，评估构件进入弹塑性状 态直至到达极限状态时结构性能的方法。 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-Based Seismic Design, 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(target performance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。 分析目的： 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 是否满足预先设定的目标性能。如： 1、通过pushover分析得到结构能力曲线。与需求谱曲线比较，判断结 构是否能够找到性能点，从整体上满足设定的大震需求性能目标。 2、性能点状态下结构的最大层间位移角是否满足规范“层间弹塑性位 移角限值”的要求。（框架1/50,框剪1/100,纯剪1/120,框支层1/120） 3、是否在模拟结构地震反应不断加大的过程中，构件的破坏顺序（塑 性铰开展）和概念设计预期相符， 梁、柱、墙等构件的变形, 是否超过构件 某一性能水准下的允许变形。