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本文主要把QR法和Pushover法相结合,研究平面半刚性连接钢框架结构抗震分析的Pushover-QR法。利用Pushover法把地震作用的动力时程问题转化为静力弹塑性问题来分析,把QR法引入Pushover法的计算过程。即除了模拟地震作用的水平荷载分布模式、改进的能力谱法确定目标位移的环节仍沿用传统Pushover法外,在模态分析、结构在重力荷载作用下的弹性分析、模拟地震的水平荷载作用下的静力弹塑性分析都采用QR法,改进了常规Pushover法和模态Pushover法的计算精度和效率,充分发挥两种方法各种的优点,使之成为平面半刚性连接钢框架抗震分析的一种新方法—Pushover-QR法。本文的主要工作包含以下内容:
(1)把QR法引入结构抗震分析的Pushover法计算中,设计了平面半刚性连接钢框架抗震分析的Pushover-QR法的计算格式及计算步骤。
(2)分析比较了Pushover法不同加载模式及其对结构基底剪力—顶层位移的影响;
(3)考虑梁柱连接节点的非线性、材料的塑性、二阶效应(几何非线性)等因素的影响,对给定模拟地震作用的水平力加载模式,应用QR法对结构进行静力弹塑性极限分析;
(4)分析梁柱半刚性连接的刚度系数(连接刚度与梁线刚度比值)对钢框架基底剪力—预层位移曲线及抗震性能的影响。
(5)考虑高阶振型影响的模态Pushover法的原理及加载模式,研究重力荷载的处理方法;
(6)采用C语言及Matlab编制了平面半刚性连接钢框架抗震分析的Pushover-QR法程序,对典型算例进行抗震分析,并与有限元软件Sap2000的计算结果进行了比较,证明本文算法的正确性。最后应用本程序对不同连接刚度的半刚性连接钢框架进行抗震分析。