静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用

论文摘要

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,并已被列为我国的《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—顶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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 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
• 3.1.1 Q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
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文