基于Pushover的結(jié)構(gòu)最大抗震能力簡化評估方法.pdf

1、在地震災(zāi)害中，建筑物的倒塌是造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的重要原因。倒塌是結(jié)構(gòu)破壞的一種極端情況，是所有結(jié)構(gòu)工程和抗震工程力圖避免出現(xiàn)的災(zāi)難性后果。分析結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力，如何實(shí)現(xiàn)一般房屋建筑“大震不倒”，是抗震工程廣泛重視的一個問題。本文采用非線性單自由度體系代表多自由度結(jié)構(gòu)的動力特性，通過大量的計(jì)算分析，以骨架曲線形狀參數(shù)為主要特征，提出求解結(jié)構(gòu)最大抗震能力的簡化方法，可快速、簡便評估結(jié)構(gòu)的最大抗震能力。該簡化方法的意義有:(1)便于結(jié)構(gòu)方

2、案的比較和優(yōu)選;(2)在地震后對結(jié)構(gòu)倒塌與否進(jìn)行快速認(rèn)定，便于震后加固、救災(zāi)響應(yīng)等;(3)通過定性與定量的快速評價，為地震設(shè)防區(qū)土地的合理利用與投資、地震災(zāi)害保險制度的建立、地震災(zāi)害預(yù)防與管理、城市和工程的防震減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)，為銀行、保險公司等風(fēng)險投資部門的決策提供咨詢意見。
　　本文首先研究了P-Δ效應(yīng)作用下骨架曲線的特征，指出當(dāng)考慮P-Δ效應(yīng)時，由于P-Δ效應(yīng)引起的結(jié)構(gòu)整體剛度降低，骨架曲線必然在相應(yīng)不考慮P-Δ效應(yīng)曲線的下

3、方，且在結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展充分的情況下，骨架曲線上會出現(xiàn)明顯的負(fù)剛度。然后，本文回顧了結(jié)合多自由度體系Pushover得到的骨架曲線，求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)函數(shù)和抗震能力的方法。隨后，基于單自由度體系(Single Degree of Freedom，SDOF)代表多自由度體系，本文提出采用SDOF體系估算結(jié)構(gòu)抗震能力的方法，并指出其抗震能力與骨架曲線形狀參數(shù)有關(guān)的規(guī)律。為了進(jìn)一步快速評估結(jié)構(gòu)能承受的最大地震動強(qiáng)度，本文采用了“考慮P-Δ效應(yīng)的單自由度

4、體系抗震能力分析程序”（SIASP）并對其進(jìn)行了改進(jìn)，利用該改進(jìn)的SIASP程序?qū)Ω鞣N形狀參數(shù)的SDOF體系計(jì)算其最大地震動強(qiáng)度，并進(jìn)行數(shù)據(jù)回歸，得到簡化計(jì)算公式。最后，結(jié)合一實(shí)際算例，對比了本文簡化方法、改進(jìn)的SIASP方法和IDA方法得到的結(jié)構(gòu)最大抗震能力，算例表明，簡化方法與SIASP、IDA方法結(jié)果吻合較好，誤差均不超過20％，對于以第一振型為主的結(jié)構(gòu)，利用該簡化公式能夠快速、較為準(zhǔn)確的求解原結(jié)構(gòu)的最大抗震能力;同時，也將本文提