5.8 静力弹疗塑性分析方法(push-over)法的确切含义及特点?
lixuan1978
lixuan1978 Lv.3
2009年03月02日 09:21:46
只看楼主

结构弹塑性变形分析方法有动力非线性分析(非线性时程分析)和静力非线性分析两大类。动力非线性能比较准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程,但计算过程中需要反复迭代,数据量大,分析工作繁琐,且计算结果受到所选用地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响较大,一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。 GB50011规范提出“弹塑性变形分析,可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法”,这里的静力弹塑性分析系指目前国内外流行的所谓push-over分析方法。

结构弹塑性变形分析方法有动力非线性分析(非线性时程分析)和静力非线性分析两大类。动力非线性能比较准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程,但计算过程中需要反复迭代,数据量大,分析工作繁琐,且计算结果受到所选用地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响较大,一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。
GB50011规范提出“弹塑性变形分析,可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法”,这里的静力弹塑性分析系指目前国内外流行的所谓push-over分析方法。
静力弹塑性分析方法(push-over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,从本质上说它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某种规则分布的的水平侧向力,单调加载并逐级加大;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),从而判断是否满足相应的抗震能力要求。
静力弹塑性分析方法(push-over法)分为两个部分,首先建立结构荷载-位移曲线,然后评估结构的抗震能力,基本工作步骤为:
第一步:准备结构数据:包括建立结构模型、构件的物理参数和恢复力模型等;
第二步:计算结构在竖向荷载作用下的内力。
第三步:在结构每层的质心处,沿高度施加按某种规则分布的水平力所能及(如:倒三角、矩形、第一振型或所谓自适应振型分布等),确定其大小的原则是:施加水平力所产生的结构内力与前一步计算的内力叠加后,恰好使下一个或一批构件开裂或屈服。在加载中随结构动力而不断的自适应加载模式是比较合理的,比较简单而且实用的加载模式是结构第一振型。
第四步:对于开裂或屈服的杆件,对其刚度进行修改,同时修改总刚度矩阵后,再增加一级荷载,又使得一个或一批构件开裂或屈服;
不断重复第三步、第四步,直到结构达到某一目标位移(当多自由度结构体系可以等效为单自由度体系时)或结构发生破坏(采用性能设计方法时,根据结构性能谱与需求谱相交确定结构性能点)。
对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2s以内的结构性,push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形,同时也能揭示弹性设计中存在的隐患(包括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等)。研究成果和工程应用表明,在一定适用范围内push-over方法能够较为准确地反映结构的非线性地震反应特征,对于层数不太多或者自振周期不太长的结构,不失为一种可行的简化分析方法。
静力弹塑性分析方法的特点:1)由于在计算时考虑了构件的塑性,可以估计结构的非线性变形和出现塑性铰的部位;2)与弹塑性时程分析法比较,其输入数据简单,工作量较小,计算时间较短。
对于二维push-over方法,随着加载模式、目标位移以及需求谱等方面的日趋完善,应用于规则结构的抗震性能评估,能够较好地满足工程设计要求。但是,随着建筑造型和结构复杂化,某些结构平面和竖向刚度中心的边缘构件更是如此,因此,push-over方法向三维发展是必然趋势。
对于长周期结构和高柔的超高层建筑,push-over方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大,难以采用。
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junliu111
2011年03月29日 16:53:04
2楼
缺少这方面的资料,看看总结得如何
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