静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用

摘要

近年来，弹塑性分析已成为结构抗震设计的一个重要组成部分，其中静力弹塑性Pushover分析以其实用性较强等优点正在受到越来越多的关注，并己被列为我国的《建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)》之中，成为结构弹塑性变形分析的主要方法之一。 本文首先介绍了近年来国内外对静力弹塑性Pushover分析方法的发展和研究现状，比较了静力弹塑性Pushover分析方法的优点及有待完善之处。其次论述了静力弹塑性Pushover分析方法的应用背景、目的和主要用途、基本原理以及水平加载模式。然后对常见的静力弹塑性Pushover分析方法进行了论述和分析比较。 本文利用SAP2000程序对两个工程实例进行非线性动力时程分析，并利用ETABS程序对其进行静力弹塑性Pushover分析，得到了时程曲线、基底剪力—项点位移曲线以及能力谱曲线、结构达到性能点时的层间位移和层间位移角、结构达到性能点时的塑性铰发展图，从而发现结构中的薄弱部位，判断结构的抗震承载能力是否能够达到不同地震需求时的性能目标。最后，本文对静力弹塑性Pushover分析方法的研究提出了结论和展望。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1基于性能的抗震设计思想

1.1.1结构抗震设计理论的发展概述

1.1.2基于性能抗震设计的概况

1.2静力弹塑性Pushover分析方法的提出及其发展和研究现状

1.2.1国外的发展和研究现状

1.2.2国内的发展和研究现状

1.2.3静力弹塑性Pushover分析方法的应用现状

1.3静力弹塑性Pushover分析方法的优点及有待完善之处

1.3.1静力弹塑性Pushover分析方法的优点

1.3.2静力弹塑性Pushover分析方法的有待完善之处

1.4本文所做的研究工作

第二章静力弹塑性Pushover分析方法

2.1静力弹塑性Pushover分析方法的应用背景

2.2静力弹塑性Pushover分析方法的目的和主要用途

2.2.1静力弹塑性Pushover分析方法的目的

2.2.2静力弹塑性Pushover分析方法的主要用途

2.3静力弹塑性Pushover分析方法的基本原理

2.3.1静力弹塑性Pushover分析方法的基本假定

2.3.2静力弹塑性Pushover分析方法的基本步骤

2.3.3静力弹塑性Pushover分析方法的理论和相应公式的推导

2.4静力弹塑性Pushover分析方法的水平加载模式

2.4.1均布加载模式

2.4.2倒三角形分布水平加载模式

2.4.3抛物线分布水平加载模式

2.4.4考虑高阶振型影响的水平加载模式

2.4.5随振型而变的水平加载模式

2.4.6多振型楼层惯性力SRSS分布

2.4.7等价基本质量振型分布

2.4.8适应性侧向荷载分布

第三章常见的静力弹塑性Pushover分析方法

3.1 Q模型方法

3.1.1Q模型的建立

3.1.2 Q模型的力-位移关系

3.1.3 Q模型方法的特点

3.2能力谱方法

3.2.1能力谱方法的实施步骤

3.2.2目标位移的计算

3.2.3能力谱方法的特点

3.2.4基于两种不同需求谱的能力谱方法

3.3等位移系数法

3.3.1等位移系数法的实施步骤

3.3.2目标位移的计算公式

3.3.3有效基本自振周期的计算

3.4适应谱Pushover分析方法

3.5 N2方法

3.5.1 N2方法的实施步骤

3.5.2 N2方法同FEMA-273和ATC-40中的静力弹塑性方法的比较

3.5.3用于钢筋混凝土结构的抗震损伤分析的N2方法

3.6 SCM3D程序中所用的方法

第四章非线性动力时程分析方法

4.1时程分析的基本假定

4.2时程分析的基本步骤

4.3地震波的选择

4.4结构的振动模型

4.5恢复力特征曲线

4.6结构动力方程的建立和求解

第五章工程计算实例

5.1工程概况

5.2基本假定和结构简化

5.3非线性动力时程分析

5.3.1非线性动力时程分析的有关说明

5.3.2非线性动力时程分析的结果

5.4静力弹塑性Pushover分析

5.4.1静力弹塑性Pushover分析的有关说明

5.4.2静力弹塑性Pushover分析的结果

5.5非线性动力时程分析与静力弹塑性Pushover分析的对比

第六章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文