钢筋混凝土框架结构Pushover分析

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基于性能的抗震设计作为先进的抗震设计思想,已为世界上大多数国家所认可,但在很多方面有待完善。本文提出可供参考的框架结构基于位移角的抗震评估方法,对既有框架结构的抗震评估具有一定的参考价值及工程指导意义,并研究了对软件模型Pushover曲线形状有所影响的几个因素。本文系统地介绍了基于性能的抗震设计理论,介绍了静力非线性分析方法的国内外发展状况和基本原理,利用Sap2000程序对6个钢筋混凝土框架结构进行了Pushover分析。主要内容包括以下几个方面:(1)以Sap2000结构分析程序为工具,选用三种侧向加载方式(均布、倒三角、模态)对6个钢筋混凝土框架结构(两个三层、两个四层、两个六层)分别进行Pushover分析,得到不同加载方式下不同结构的pushover曲线,对比了不同方式下曲线的变化。对曲线按照等能量法进行折线化,研究折线刚度的变化规律。(2)引入结构等效振型参与系数考虑高振型的影响,研究多自由度与单自由度的转换关系,并研究考虑多振型的情况。(3)用屈服位移的倍数量化框架结构的不同弹塑性状态。研究从弹性到破坏全过程的顶点位移角与层间位移角的变化规律和结构的变形形状,并分别和结构的第一振型、简化理论公式计算的变形形状进行了对比分析。比较了个结构的各层层间剪力与层间位移的变化规律。(4)对能力曲线等效双折线模型进行了研究。(5)总结了几个代表性国家的钢筋混凝土框架结构的自振周期经验公式,比较6个算例经验公式与Sap计算结果,给出选取经验公式的建议。采用能量法对结构在不同弹塑性状态下的瞬态周期和瞬态阻尼比进行了研究。(6)研究了对于Sap2000中,软件参数的变化对结构Pushover曲线的影响。(7)结合框架结构的不同地震作用水平,依靠Sap2000程序计算结构能力曲线,给出钢筋混凝土框架结构基于位移角的抗震评估方法。将Sa-Sd曲线转化成α-Sd曲线,通过小震、大震阶段的结构规定烈度下的地震作用与α-Sd曲线比较,确定不同烈度下的性能交点,用顶点位移角和层间位移角评估结构多烈度下的抗震性能。
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