地震是对人类威胁最大的自然灾害之一,我国是全球大陆地震最集中的国家,地震强度和频度居世界各国大陆地震的首位。多年来人们一直致力于发展和完善抗震理论和工程措施,随着社会生产力水平的进步,近年来发生在国内外的几次大地震都呈现出伤亡人数小、经济损失大的特点。这一方面说明了经过多年的发展,工程抗震和相关学科已发展到了一个较高的水平,至少可以保证生命的安全,另一方面也指出了今后这一领域的努力方向,那就是在保证生命安全的前提下,同时保证财产的安全。在这种情况下,各国的政府、组织和研究人员开展了一系列的工作来迎接这一挑战,提出了“基于性能”这一概念,其基本目的是使工程建设具有可预计的抗震性能,帮助业主和设计者选择和实现针对各种建设项目的不同的性能水平。基于性能的抗震设计的实现方法主要体现为基于位移的设计,而初衷是建立一种大震下结构抗震性能的快速评估途径的push-over(推覆、推倒)方法,因为具有简便、直观、信息丰富的特点,随着90年代以后基于位移和基于性能的抗震设计等概念的提出和广为接受,得到了重视和发展。本文第一章首先讨论了基于性能、基于位移的抗震设计的一些基本问题以及目前国内外的现状,在此基础上,对push-over方法的起源、发展过程以及目前常用的能力谱法(CSM, ATC 40)和非线性静力法(NSP, FEMA 273)做了较为详细的介绍,针对其中的一些重要参数进行了讨论。 作为一种没有严密理论基础的抗震性能评价方法,push-over分析的准确性(可行性)基本上取决于它的计算结果是否能与其它可靠的方法所得到的结果一致或接近。在各种抗震试验中,振动台模型试验可以反映结构在特定地震激励下的动力特性甚至破坏机理,因此被广泛用于工程实践和研究。本文利用一个模型试验的结果,对push-over方法进行了对比研究。结合云南省少数民族民居的现代化结构体系和施工技术改建,试验对象是改进的整体预应力装配式板柱体系(IMS体系)。本文第二章首先介绍了这种结构体系自1977年引入我国以来所进行的主要研究工作,在此基础上为研究IMS体系在动、静力荷载作用下的动力特性及承载能力,进行了缩尺为1/2.7的模型试验。结合试验结果,进行了杆系模型的弹塑性动力时程分析,其中,尝试了一种新的钢筋混凝土构件非线性模型的模拟方法,即先用截面分析的方法得出钢筋混凝土构件的弯矩-曲率关系,然后将钢筋混凝土构件等效为由均质材料构成,通过引入某些假设将弯矩-曲率关系转化为弹塑性应力—应变关系曲线,从而间接地反映出构件的恢复力特性。这种方法的好处在于可以利用一些通用的有限元软件对钢筋混凝土杆件进行非线性分析。结合本模型的需要,对地震波的选取、动力方程数值求解等问题进行了一些讨论和分析。时程分析的结果与实验数据吻合程度基本令人满意,可以作为后续分析的对照依据。在接下来的push-over分析中,为了进一步深入掌握结构的工作机理和进行研究探索,采用了实体模型,即采用空间实体单元模拟的混凝土和空间杆单元模拟的钢筋来构成杆件,并尝试采用温度应力来模拟预应力。这种方式比通常的杆单元模型复杂,但能够较为细致地揭示构件的破坏过程。计算结果与实验和时程分析的对比表明,上述方法在本模型中取得了成功。