基于Pushover方法的框架结构抗震性能评价研究

摘要

本文在比较了国内外现行的几种静力非线性分析方法的基础上，针对能力谱方法在框架结构中的应用问题进行了深入的分析，着重分析了不同侧向力模式对结构Pushover分析结果的影响，与非线性时程分析的结果进行比较。文中还检查了结构在大震下的非线性行为和结构性能指标，最后利用能力谱曲线来简化评估结构的损伤状况。文中以武汉市东风汽车大楼这一典型的钢结构框架作为研究对象，采用三维有限元分析软件ETABS进行了建模与分析。主要内容如下： 首先，介绍了常用的三种Pushover分析方法的基本原理和应用方法，其中详细介绍了ETABS中能力谱方法的基本原理和实施要点。 其次，采用ETABS对结构进行模态分析得到结构的模态参数，并与现场的实测数据相比较，证明了结构模型的正确性。模态分析为Pushover分析和动力时程分析提供了振型。通过振型分解反应谱法得到了结构的受力和变形特点，为塑性较的位置指定提供了方便。 然后用九种加载模式对结构进行Pushover分析，得到不同的的能力谱曲线，再和折减后的弹塑性反应谱叠加，得出结构的性能点，以验证结构的抗震能力。选用了EL CENTERO波、唐山波和一条模拟人工波，并采用不同的加速度水准进行非线性时程分析，分别得到各种情况下对应的最大基底剪力和顶点位移，形成Pushover曲线与能力谱方法所得结果进行比较，证明各种加载模式的合理程度。 最后，利用能力谱曲线来简化评估结构的损伤，这在一定程度上简化了结构的损伤识别。 本文在分析的基础上，提出了一些有意义的设计建议，具有一定的参考价值及工程指导意义。本文的工作旨在通过对框架结构的静力非线性分析的研究，深入了解结构的非线性行为，为该结构体系的设计提供依据。