結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的簡化計(jì)算方法及與增量動(dòng)力分析的比較研究.pdf

1、靜力彈塑性分析方法主要用于對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)方案進(jìn)行抗側(cè)力能力的計(jì)算，從而估計(jì)其抗震能力，自從基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論提出以后，該方法的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大到對(duì)新建建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性抗震分析。用靜力彈塑性分析方法確定結(jié)構(gòu)位移要求比彈性分析方法更能反映結(jié)構(gòu)的彈塑性性能，又比彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析方法簡單，作為實(shí)現(xiàn)基于性能/位移的抗震設(shè)計(jì)的重要工具，已經(jīng)得到了普遍的認(rèn)可，在現(xiàn)階段尚具有很強(qiáng)的實(shí)用性。基于靜力彈塑性分析方法的結(jié)構(gòu)響應(yīng)函數(shù)的建立，提供了一種直

2、接求解完整的結(jié)構(gòu)響應(yīng)曲線的方法，并且可以通過索引迅速建立其他性能指標(biāo)與地震強(qiáng)度之間的關(guān)系。
　　 本文首先回顧了靜力彈塑性分析方法的提出及發(fā)展過程，論述了靜力彈塑性分析方法的基本原理，并對(duì)等效單自由度體系的轉(zhuǎn)化、幾種常見的水平側(cè)力加載模式以及靜力彈塑性分析方法的一般步驟進(jìn)行了闡述，提出了P-△效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響以及獲得考慮P-△效應(yīng)的骨架曲線的方法，進(jìn)而通過算例對(duì)影響其分析結(jié)果的水平側(cè)力加載模式進(jìn)行比較研究。為了驗(yàn)證其正確性，采用

3、動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析方法作為對(duì)照，并對(duì)地震動(dòng)選取的主要原則進(jìn)行了介紹。結(jié)合算例對(duì)地震動(dòng)持時(shí)的影響進(jìn)行了分析。
　　 由于彈塑性譜加速度和地震強(qiáng)度存在比例關(guān)系，通過彈塑性動(dòng)力系數(shù)建立了快速求解響應(yīng)函數(shù)的方法，但考慮P-△效應(yīng)后，骨架曲線具有下降段，在滯回過程中該最大值會(huì)超過定義的骨架曲線范圍，此時(shí)應(yīng)采用屈服水平系數(shù)代替彈塑性動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行求解。通過單自由度體系算例驗(yàn)證這種方法的準(zhǔn)確性。進(jìn)而采用簡化計(jì)算方法分別對(duì)6層和12層鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)

4、行研究。6層結(jié)構(gòu)算例中表現(xiàn)良好，而對(duì)于12層結(jié)構(gòu)分析結(jié)果所表現(xiàn)出的離散性，與地震動(dòng)樣本數(shù)量較少，地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)的選擇有一定的關(guān)系，另一方面，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后非線性行為非常復(fù)雜，由于考慮P-△效應(yīng)主要作用位置的不同，其破壞形式可能具有多種，但靜力彈塑性分析得到的荷載傳力路徑一般是固定的，而不同破壞機(jī)制對(duì)地震動(dòng)的響應(yīng)也會(huì)存在很大的不同。同時(shí)算例還表明簡化計(jì)算方法得到的結(jié)構(gòu)響應(yīng)曲線在形狀上和增量動(dòng)力分析結(jié)果非常接近，特別是在倒塌臨界狀態(tài)，