靜力彈塑性分析方法

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1、靜力彈塑性分析方法（pushover法）的確切含義及特點(diǎn)結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法有動(dòng)力非線性分析（彈塑性時(shí)程分析）和靜力非線性分析兩大類。動(dòng)力非線性分析能比較準(zhǔn)切而完整的得出結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的反應(yīng)全過(guò)程，但計(jì)算過(guò)程中需要反復(fù)迭代，數(shù)據(jù)量大，分析工作繁瑣，且計(jì)算結(jié)果受到所選用地震波及構(gòu)件恢復(fù)力和屈服模型的影響較大，一般只在設(shè)計(jì)重要結(jié)構(gòu)或高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)采用。靜力彈塑性分析方法，是對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下進(jìn)行彈塑性變形分析的一種簡(jiǎn)化方法，從本質(zhì)上說(shuō)它是一種靜力分析方法。具體地說(shuō)，就是結(jié)構(gòu)計(jì)算模型上施加按某種規(guī)則分布的水平側(cè)向力，單調(diào)加載并逐級(jí)加

2、大；一旦構(gòu)件開裂（或屈服）即修改其剛度（或使其推出工作），進(jìn)而修改結(jié)構(gòu)總剛度矩陣，進(jìn)行下一步計(jì)算，依次循環(huán)直到結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)（成為機(jī)構(gòu)、位移超限或達(dá)到目標(biāo)位移），從而判斷是否滿足相應(yīng)的抗震能力要求。靜力彈塑性分析方法（pushover法）分為兩個(gè)部分，首先建立結(jié)構(gòu)荷載－位移曲線，然后評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震能力，基本工作步驟為：第一步：準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：包括建立模型、構(gòu)件的物理參數(shù)和恢復(fù)力模型等；第二步：計(jì)算結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力。第三步：在結(jié)構(gòu)每層質(zhì)心處，沿高度施加按某種規(guī)則分布的水平力（如：倒三角、矩形、第一振型或所謂自適應(yīng)振型分布

3、等），確定其大小的原則是：施加水平力所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與第一步計(jì)算的內(nèi)力疊加后，恰好使一個(gè)或一批構(gòu)件開裂或屈服。在加載中隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征的改變而不斷調(diào)整的自適應(yīng)加載模式是比較合理的，比較簡(jiǎn)單而且實(shí)用的加載模式是結(jié)構(gòu)第一振型。第四步：對(duì)于開裂或屈服的桿件，對(duì)其剛度進(jìn)行修改，同時(shí)修改總剛度矩陣后，在增加一級(jí)荷載，又使得一個(gè)或一批構(gòu)件開裂或屈服；不斷重復(fù)第三、四步，直到結(jié)構(gòu)達(dá)到某一目標(biāo)位移（當(dāng)多自由度結(jié)構(gòu)體系可以等效為單自由度體系時(shí)）或結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞（采用性能設(shè)計(jì)方法時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)性能譜與需求譜相交確定結(jié)構(gòu)性能點(diǎn)）。對(duì)于結(jié)構(gòu)振型以第一周期為主、

4、基本周期在2s以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，pushover方法能夠很好地估計(jì)結(jié)構(gòu)的整體和局部彈塑性變形，同時(shí)也能揭示彈性設(shè)計(jì)中存在的隱患（包括層屈服機(jī)制、過(guò)大變形以及強(qiáng)度、剛度突變等）。在實(shí)際計(jì)算中必須注意一下幾個(gè)問(wèn)題：（1）、計(jì)算模型必須包括對(duì)結(jié)構(gòu)重量、強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性有較大影響的所有結(jié)構(gòu)部件。（2）對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行橫向力增量加載之前，必須把所有重力荷載（恒載和參加組合的活荷載）施加在相應(yīng)位置。（3）結(jié)構(gòu)的整體非線性及剛度是根據(jù)增量靜力分析所求得的基底剪力－頂點(diǎn)位移的關(guān)系曲線確定的。（4）在某些情況下，靜力彈塑性分析不能準(zhǔn)確反映可能出現(xiàn)的破壞模式，

5、因此需采取修正及采用兩種橫向分布模式。對(duì)于計(jì)算步驟中的問(wèn)題，由于牽扯大量圖片及計(jì)算公式，這里就不在詳細(xì)說(shuō)明了。對(duì)正在做PUSHOVER的朋友們可以給我留言交流。靜力非線性（Pushover）分析　　靜力非線性（包括pushover）分析是一個(gè)強(qiáng)有力的功能，僅提供在ETABS非線性版本中。除了為基于抗震設(shè)計(jì)性能執(zhí)行Pushover分析外，此功能還可用于執(zhí)行常規(guī)靜力非線性分析和分段式（增加）構(gòu)造的分析?！　?zhí)行任何非線性將花費(fèi)許多時(shí)間與耐性。在執(zhí)行靜力非線性分析前，請(qǐng)仔細(xì)閱讀下列全部信息。要特別注意其中的重要事項(xiàng)。　　非線性　　靜力非

6、線性分析中可以考慮幾類非線性特征?！　≡诳蚣?線單元中不連續(xù)的用戶定義鉸的材料非線性。鉸沿著任何框架單元長(zhǎng)度指定到任何位置數(shù)上（參見線對(duì)象的框架非線性鉸指定）。非耦合彎矩、扭矩、軸力和剪力鉸是有效的。也有根據(jù)鉸位置上的交互作用軸力和彎矩所屈服的耦合P-M2-M3鉸。在相同的位置可存在多于一種的鉸類型。例如，可以指定一個(gè)M3（彎矩）和一個(gè)V2（剪力）鉸到框架單元的相同端部。所提供的默認(rèn)鉸屬性是基于ATC-40和FEMA-273標(biāo)準(zhǔn)的?！　≡谶B接單元中材料的非線性。有效非線性特征包括沿任何自由角度的縫隙（僅壓力）、hook（僅張力）、

7、單軸塑性，以及兩種基本隔震器類型（雙軸塑性和雙軸磨擦/擺動(dòng)）（參見線對(duì)象的連接屬性指定）。連接阻尼屬性在靜力非線性分析中沒有效應(yīng)。所有單元中的幾何非線性?？梢赃x擇僅考慮P-△效應(yīng)或考慮P-△效應(yīng)加上大位移（請(qǐng)參見幾何非線性效應(yīng)）。大位移效應(yīng)考慮變形配置的平衡，并允許用于大平移和旋轉(zhuǎn)。但是，每個(gè)單元中的應(yīng)變被假設(shè)保留為小值?！　》侄危樞颍┦┕?。在每個(gè)分析工況中，可按階段施工順序添加或刪除構(gòu)件（請(qǐng)參見靜力非線性分段施工）?！　》治龉r　　靜力非線性分析可由任何數(shù)量的工況組成。每個(gè)靜力非線性工況在結(jié)構(gòu)中可有不同的荷載分布。例如：典型靜

8、力非線性分析可由三種工況組成。第一種為結(jié)構(gòu)應(yīng)用重力荷載，其次為在結(jié)構(gòu)的高度上應(yīng)用一個(gè)橫向荷載分布，第三種將在結(jié)構(gòu)高度上應(yīng)用另一個(gè)橫向荷載分布?！　§o力非線性工況可從零初始狀態(tài)開始，或從前一工況末的結(jié)果開始。在前一例子中，重力工況將從零初始狀態(tài)開始，