Pushover分析法在框架结构中的适用性研究

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近年来,相继发生的地震灾害,给人类带来了巨大的人员伤亡和财产损失,这促使工程界对已有的结构抗震设计方法进行反思和总结,一些新的设计方法和理论被相继提出并逐步应用至工程实践中。Pushover分析法正是在这种背景下,作为一种结构静力弹塑性简化计算方法而得到了发展和应用。但该方法缺乏严谨的理论基础,且分析结果受结构扭转效应和高阶振型等因素影响较大,其适用性和准确性有待进一步研究。基于此,本文以框架结构为对象,对Pushover方法的适用性进行了探讨。本文采用五种侧向加载模式,并考虑P-Delta效应的影响,对三种不同高度的框架结构进行Pushover分析,通过求解能力谱和需求谱,得到结构罕遇地震下的性能点参数。并与非线性时程分析法在层间位移、最大楼层位移、层间剪力和塑性铰出现顺序及分布状况等方面差异性进行对比分析,对Pushover法在框架结构的适应性进行了综合评估。本文框架结构的Pushover分析中,高阶振型和P-Delta效应的影响不显著,可以忽略不计。对于低层框架结构,Pushover法与时程分析法分析结果较为吻合,可得到较高的精度;对于高层框架结构,Pushover分析结果偏小于时程分析法结果,表明该方法对结构的评估偏于保守,但通过选用适当的侧向荷载模式仍可对结构的综合性能作出相对合理的评估。Pushover法中不同的侧向加载模式下,结构反应的分析结果存在较大的差别:均匀分布下结构基底剪力最大,倒三角分布和多振型分布次之,指数分布较小;均匀分布下结构底部层间位移较大,上部较小,指数分布则相反,倒三角分布和多振型分布介意上述两者之间。在Pushover分析过程中,可用均匀分布和指数分布相结合来评估结构层间剪力,用倒三角分布和多振型分布来评估结构的层间位移,最大楼层位移等。
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