東南大學(xué)丁幼亮工程結(jié)構(gòu)抗震分析- 靜力彈塑性分析法

1、 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮1編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法1. 傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)理論傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)理論2. 基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論6. 性態(tài)性態(tài)抗震設(shè)計(jì)理論抗震設(shè)計(jì)理論4. 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)目標(biāo)7. 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)評(píng)估結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)評(píng)估5. 抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣3. 地震設(shè)防水準(zhǔn)地震設(shè)防水準(zhǔn)8. 基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法5.1 名詞闡釋 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮2編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑

2、性分析法“小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒”。以生命安全為單一設(shè)防目標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)理論以生命安全為單一設(shè)防目標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)理論。1. 傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)理論傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)理論1.1 內(nèi)容與實(shí)質(zhì)：內(nèi)容與實(shí)質(zhì)： 1.2 基于震害實(shí)例的評(píng)價(jià)：基于震害實(shí)例的評(píng)價(jià)： 近年來(lái)，多次震害實(shí)例表明：按傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)思想所設(shè)計(jì)和建造的建筑結(jié)構(gòu)，雖近年來(lái)，多次震害實(shí)例表明：按傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)思想所設(shè)計(jì)和建造的建筑結(jié)構(gòu)，雖然可以做到大震時(shí)主體結(jié)構(gòu)不倒塌，保證生命安全，但不能保證中小地震時(shí)房屋結(jié)構(gòu)，然可以做到大震時(shí)主體結(jié)構(gòu)不倒塌，保證生命安全，但不能保證中小地震時(shí)房屋結(jié)構(gòu)，特別是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不破壞，從而導(dǎo)致

3、這些結(jié)構(gòu)在地震作用下所造成的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)特別是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不破壞，從而導(dǎo)致這些結(jié)構(gòu)在地震作用下所造成的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越嚴(yán)重。越嚴(yán)重。 這說(shuō)明以單一的、基于生命安全的性態(tài)水準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造的房屋顯然不能滿足社這說(shuō)明以單一的、基于生命安全的性態(tài)水準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造的房屋顯然不能滿足社會(huì)和公眾的需求，抗震設(shè)計(jì)應(yīng)既經(jīng)濟(jì)又可靠地保證建筑結(jié)構(gòu)的功能在地震作用下不致會(huì)和公眾的需求，抗震設(shè)計(jì)應(yīng)既經(jīng)濟(jì)又可靠地保證建筑結(jié)構(gòu)的功能在地震作用下不致喪失乃至不受影響。因此，傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)理論迫切需要改進(jìn)。喪失乃至不受影響。因此，傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)理論迫切需要改進(jìn)。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南

4、大學(xué) 丁幼亮丁幼亮3編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法2. 2. 基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論2.1 基本思想基本思想：2.2 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 以結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)每一級(jí)設(shè)防水準(zhǔn)，將結(jié)構(gòu)的抗震性態(tài)以結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)每一級(jí)設(shè)防水準(zhǔn)，將結(jié)構(gòu)的抗震性態(tài)劃分成不同等級(jí)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)業(yè)主的要求，采用合理的抗震性態(tài)指標(biāo)和合適的結(jié)構(gòu)劃分成不同等級(jí)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)業(yè)主的要求，采用合理的抗震性態(tài)指標(biāo)和合適的結(jié)構(gòu)抗震措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，要保證結(jié)構(gòu)在未來(lái)地震作用下可能遭受的破壞程度可以被業(yè)主所抗震措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，要保證結(jié)構(gòu)在未來(lái)地震作用下可能遭受的

5、破壞程度可以被業(yè)主所接受。接受。確定地震設(shè)防水準(zhǔn)確定地震設(shè)防水準(zhǔn) 劃分結(jié)構(gòu)的性態(tài)水平劃分結(jié)構(gòu)的性態(tài)水平選擇合適的性態(tài)目標(biāo)選擇合適的性態(tài)目標(biāo)確定抗震設(shè)計(jì)的性態(tài)準(zhǔn)則確定抗震設(shè)計(jì)的性態(tài)準(zhǔn)則研究抗震性態(tài)的分析方法研究抗震性態(tài)的分析方法研究基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法，制定基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范研究基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法，制定基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮4編輯課件編輯課件3. 3. 地震設(shè)防水準(zhǔn)地震設(shè)防水準(zhǔn)3.1 3.1 定義：定義：確定地震設(shè)防水準(zhǔn)，即未來(lái)可能施加于結(jié)構(gòu)的地震作用大小。確定地震設(shè)防水準(zhǔn)，即未來(lái)可能施加于結(jié)構(gòu)的地震

6、作用大小。設(shè)防水準(zhǔn)的確定往往是以設(shè)防目標(biāo)作為依據(jù)的，目前國(guó)內(nèi)外很多國(guó)家采用多級(jí)設(shè)防設(shè)防水準(zhǔn)的確定往往是以設(shè)防目標(biāo)作為依據(jù)的，目前國(guó)內(nèi)外很多國(guó)家采用多級(jí)設(shè)防的設(shè)防目標(biāo)，因而其設(shè)防水準(zhǔn)也都是多級(jí)的。的設(shè)防目標(biāo)，因而其設(shè)防水準(zhǔn)也都是多級(jí)的。3.2 3.2 設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)影響因素：設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)影響因素： 合理的設(shè)防水準(zhǔn)，應(yīng)該考慮到一個(gè)地區(qū)的設(shè)防總投入，未來(lái)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)期望合理的設(shè)防水準(zhǔn)，應(yīng)該考慮到一個(gè)地區(qū)的設(shè)防總投入，未來(lái)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)期望的總損失和由社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件決定的設(shè)防目標(biāo)來(lái)優(yōu)化確定，即需要由地震工程專家和的總損失和由社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件決定的設(shè)防目標(biāo)來(lái)優(yōu)化確定，即需要由地震工程專家和管理決策人員綜合考慮各種專業(yè)因素

7、、社會(huì)因素后才能確定。管理決策人員綜合考慮各種專業(yè)因素、社會(huì)因素后才能確定。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮5編輯課件編輯課件表5.1.1 設(shè)防地震等級(jí)的劃分設(shè)防地震等級(jí)設(shè)防地震等級(jí)重現(xiàn)期重現(xiàn)期超越概率超越概率常遇地震43年30年內(nèi)50%偶遇地震72年50年內(nèi)50%罕遇地震475年50年內(nèi)10%非常地震970年100年內(nèi)10%Vision2000Vision2000委員會(huì)根據(jù)不同重現(xiàn)期確定了不同等級(jí)的地震動(dòng)參數(shù)，其建議的設(shè)防地震委員會(huì)根據(jù)不同重現(xiàn)期確定了不同等級(jí)的地震動(dòng)參數(shù)，其建議的設(shè)防地震等級(jí)如表等級(jí)如表5

8、.1.15.1.1所示。所示。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮6編輯課件編輯課件4. 4. 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)水準(zhǔn)4.1 定義：定義： 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)水準(zhǔn)是指結(jié)構(gòu)在給定的地震設(shè)防水準(zhǔn)下預(yù)期破壞的最大限度。通結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)水準(zhǔn)是指結(jié)構(gòu)在給定的地震設(shè)防水準(zhǔn)下預(yù)期破壞的最大限度。通常用結(jié)構(gòu)破壞程度、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性描述結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞及由破常用結(jié)構(gòu)破壞程度、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性描述結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞及由破壞引起的后果。壞引起的后果。4.2 量化指標(biāo)量化指標(biāo)： 對(duì)于不同等級(jí)的抗震性態(tài)，應(yīng)根據(jù)結(jié)

9、構(gòu)類型、整體結(jié)構(gòu)、豎向和側(cè)向承載構(gòu)件、對(duì)于不同等級(jí)的抗震性態(tài)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、整體結(jié)構(gòu)、豎向和側(cè)向承載構(gòu)件、結(jié)構(gòu)變形、設(shè)備與裝修和修復(fù)使用等方面加以定義，并表達(dá)為量化指標(biāo)。結(jié)構(gòu)變形、設(shè)備與裝修和修復(fù)使用等方面加以定義，并表達(dá)為量化指標(biāo)。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮7編輯課件編輯課件表5.1.2 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)等級(jí)破壞程度破壞程度性能等級(jí)性能等級(jí)破壞狀態(tài)與結(jié)構(gòu)性能最低限描述破壞狀態(tài)與結(jié)構(gòu)性能最低限描述基本完好基本完好使用功能完好使用功能完好無(wú)破壞，功能完好，所有設(shè)施與服務(wù)系統(tǒng)的使用無(wú)破壞，功能完好，所有設(shè)施與

10、服務(wù)系統(tǒng)的使用都不受影響，居住安全都不受影響，居住安全輕微破壞輕微破壞使用功能連續(xù)使用功能連續(xù)結(jié)構(gòu)破壞輕微，非重要設(shè)施稍作修理可繼續(xù)使用，結(jié)構(gòu)破壞輕微，非重要設(shè)施稍作修理可繼續(xù)使用，使用功能受擾，影響居住安全的結(jié)構(gòu)破壞得到控使用功能受擾，影響居住安全的結(jié)構(gòu)破壞得到控制，基本使用功能連續(xù)，非重要功能受到一定影制，基本使用功能連續(xù)，非重要功能受到一定影響響中等破壞中等破壞保證人身安全保證人身安全使用功能嚴(yán)重削弱，非結(jié)構(gòu)部分與內(nèi)部設(shè)施有中使用功能嚴(yán)重削弱，非結(jié)構(gòu)部分與內(nèi)部設(shè)施有中等破壞，結(jié)構(gòu)雖受破壞但結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。無(wú)影響等破壞，結(jié)構(gòu)雖受破壞但結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。無(wú)影響安全的重大破壞，人員可疏散，震后短期內(nèi)

11、不宜安全的重大破壞，人員可疏散，震后短期內(nèi)不宜居住，盡管破壞可修復(fù)，但經(jīng)濟(jì)損失可觀居住，盡管破壞可修復(fù)，但經(jīng)濟(jì)損失可觀嚴(yán)重破壞嚴(yán)重破壞近于倒塌近于倒塌功能喪失，結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)部分破壞嚴(yán)重，但結(jié)構(gòu)功能喪失，結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)部分破壞嚴(yán)重，但結(jié)構(gòu)豎向承載系統(tǒng)免于倒塌，危及人身生命安全，不豎向承載系統(tǒng)免于倒塌，危及人身生命安全，不宜居住，在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上修復(fù)都不可行宜居住，在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上修復(fù)都不可行完全破壞完全破壞倒塌倒塌功能全部喪失，主體結(jié)構(gòu)倒塌，多有傷亡事故功能全部喪失，主體結(jié)構(gòu)倒塌，多有傷亡事故 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮8編輯課件編輯課件5

12、. 5. 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)目標(biāo)5.1 定義：定義： 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)是指在給定的地震設(shè)防水準(zhǔn)下期望結(jié)構(gòu)達(dá)到的結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)等級(jí)。結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)是指在給定的地震設(shè)防水準(zhǔn)下期望結(jié)構(gòu)達(dá)到的結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)等級(jí)。選擇合適的性態(tài)目標(biāo)是基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論的核心內(nèi)容。選擇合適的性態(tài)目標(biāo)是基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論的核心內(nèi)容。5.2性態(tài)性態(tài)目標(biāo)目標(biāo)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：準(zhǔn)則： 性態(tài)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠既有效地減輕工程的地震破壞、經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，性態(tài)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠既有效地減輕工程的地震破壞、經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，又能合理地使用有限的資金，保障結(jié)構(gòu)在地震作用下的使用功能，因而確定設(shè)計(jì)性又能合理地使用有限的資金，保

13、障結(jié)構(gòu)在地震作用下的使用功能，因而確定設(shè)計(jì)性態(tài)目標(biāo)也就是如何根據(jù)功能要求、使用情況以及設(shè)防地震水準(zhǔn)等來(lái)確定相應(yīng)的最低態(tài)目標(biāo)也就是如何根據(jù)功能要求、使用情況以及設(shè)防地震水準(zhǔn)等來(lái)確定相應(yīng)的最低性態(tài)目標(biāo)。性態(tài)目標(biāo)。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮9編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法5.4 抗震新規(guī)范對(duì)抗震性態(tài)目標(biāo)的要求：抗震新規(guī)范對(duì)抗震性態(tài)目標(biāo)的要求： 當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)采用抗震性能化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)采用抗震性能化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、結(jié)

14、構(gòu)類型和不規(guī)則性，建筑使用功能和附屬設(shè)施功能的要求投資大小、震后損失和修結(jié)構(gòu)類型和不規(guī)則性，建筑使用功能和附屬設(shè)施功能的要求投資大小、震后損失和修復(fù)難易程度等，對(duì)選定的抗震設(shè)防性能目標(biāo)提出技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性綜合分析和論證。復(fù)難易程度等，對(duì)選定的抗震設(shè)防性能目標(biāo)提出技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性綜合分析和論證。 建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能化設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要和可能，具有針對(duì)性：可分別選定針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能化設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要和可能，具有針對(duì)性：可分別選定針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的局部部位或關(guān)鍵部位、結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件、重要構(gòu)件、次要構(gòu)件以及整個(gè)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的局部部位或關(guān)鍵部位、結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件、重要構(gòu)件、次要構(gòu)件以及建筑構(gòu)件

15、和機(jī)電設(shè)備支座的性能目標(biāo)。建筑構(gòu)件和機(jī)電設(shè)備支座的性能目標(biāo)。5.3 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)等級(jí)：目標(biāo)等級(jí)： 結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)分為三個(gè)等級(jí)：基本設(shè)防目標(biāo)、重要設(shè)防目標(biāo)和特別設(shè)防目結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)分為三個(gè)等級(jí)：基本設(shè)防目標(biāo)、重要設(shè)防目標(biāo)和特別設(shè)防目標(biāo)。標(biāo)。u 基本設(shè)防目標(biāo)是一般建筑設(shè)防的最低標(biāo)準(zhǔn)；基本設(shè)防目標(biāo)是一般建筑設(shè)防的最低標(biāo)準(zhǔn)；u 重要設(shè)防目標(biāo)是醫(yī)院、公共消防、學(xué)校和通信等重要建筑設(shè)防的最低標(biāo)準(zhǔn)；重要設(shè)防目標(biāo)是醫(yī)院、公共消防、學(xué)校和通信等重要建筑設(shè)防的最低標(biāo)準(zhǔn)；u特別設(shè)防目標(biāo)是含核材料等特別危險(xiǎn)物質(zhì)的特別重要建筑的最低設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。特別設(shè)防目標(biāo)是含核材料等特別危險(xiǎn)物質(zhì)的特別重要建筑的最低設(shè)

16、防標(biāo)準(zhǔn)。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮10編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法圖圖5.1.1 5.1.1 抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣6. 抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣 地震設(shè)防水準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)之間的關(guān)系稱為抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣，如圖地震設(shè)防水準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)抗震性態(tài)目標(biāo)之間的關(guān)系稱為抗震性態(tài)目標(biāo)矩陣，如圖5.1.1所所示。示。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮11編輯課件編輯課件基本性能基本性能安全性安全性人身安全人身安全可用性可用性功能居住功能居住完整性完整性財(cái)產(chǎn)安財(cái)產(chǎn)

17、安全全極限狀態(tài)極限狀態(tài)終極極限終極極限使用極限使用極限損傷極損傷極限限評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)對(duì)對(duì)象象主體結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)發(fā)生的破壞不致危及生命發(fā)生的破壞不致危及生命變形、振動(dòng)不影響變形、振動(dòng)不影響正常使用正常使用設(shè)定損設(shè)定損失范圍失范圍建筑水電建筑水電機(jī)械、非機(jī)械機(jī)械、非機(jī)械 建筑非結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的脫落和飛散及水電、機(jī)械的建筑非結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的脫落和飛散及水電、機(jī)械的倒塌。嚴(yán)重破壞、脫落和移動(dòng)不致危及生命倒塌。嚴(yán)重破壞、脫落和移動(dòng)不致危及生命變形、振動(dòng)不影響變形、振動(dòng)不影響正常使用正常使用設(shè)定損設(shè)定損失范圍失范圍設(shè)備、內(nèi)部物品設(shè)備、內(nèi)部物品倒塌、脫落和移動(dòng)不致危及生命倒塌、脫落和移動(dòng)不致危及生命變形、振動(dòng)不影響變形、振

18、動(dòng)不影響正常使用正常使用設(shè)定損設(shè)定損失范圍失范圍地基地基不出現(xiàn)直接危及生命安全的大規(guī)模坍塌、滑坡和不出現(xiàn)直接危及生命安全的大規(guī)模坍塌、滑坡和變形變形變形及承載力的降變形及承載力的降低不影響正常通行低不影響正常通行和使用和使用設(shè)定承設(shè)定承載力和載力和變形的變形的范圍范圍 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮12編輯課件編輯課件 抗震設(shè)計(jì)方法是基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論的主要內(nèi)容之一，對(duì)基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)方法是基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論的主要內(nèi)容之一，對(duì)基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理念的實(shí)現(xiàn)具有重要意義?；谛詰B(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法目前主要包括按延性系數(shù)設(shè)計(jì)的理念的

19、實(shí)現(xiàn)具有重要意義?；谛詰B(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法目前主要包括按延性系數(shù)設(shè)計(jì)的方法、能力譜方法和基于力、基于位移或基于能量的設(shè)計(jì)方法。方法、能力譜方法和基于力、基于位移或基于能量的設(shè)計(jì)方法。8.1 8.1 基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮13編輯課件編輯課件5.2 靜力彈塑性分析（靜力彈塑性分析（Pushover）法）法u Pushover分析是一種簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法，其主要用途是檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的性能是分析是一種簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法，其主要用途是檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的性能是否滿足不同強(qiáng)度地震下的

20、性態(tài)目標(biāo)否滿足不同強(qiáng)度地震下的性態(tài)目標(biāo) u 同彈塑性時(shí)程分析法相比，同彈塑性時(shí)程分析法相比，Pushover分析法的主要優(yōu)點(diǎn)是花費(fèi)很少的時(shí)間和費(fèi)用就分析法的主要優(yōu)點(diǎn)是花費(fèi)很少的時(shí)間和費(fèi)用就能達(dá)到性態(tài)分析和設(shè)計(jì)所要求的精度，因此在基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論中得到了廣泛能達(dá)到性態(tài)分析和設(shè)計(jì)所要求的精度，因此在基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。的推廣和應(yīng)用。u Pushover分析中涉及的難點(diǎn)主要有：確定結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，確定結(jié)構(gòu)水平力的分布分析中涉及的難點(diǎn)主要有：確定結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，確定結(jié)構(gòu)水平力的分布方式，如何考慮能力曲線中下降段的負(fù)剛度的問(wèn)題以及如何考慮高階振型的影響等。方式，如何考慮

21、能力曲線中下降段的負(fù)剛度的問(wèn)題以及如何考慮高階振型的影響等。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法u 靜力彈塑性（靜力彈塑性（Pushover）分析方法最早是由）分析方法最早是由Freeman等人于等人于1975年提出的，該法不年提出的，該法不僅考慮了構(gòu)件的彈塑性性能，而且計(jì)算簡(jiǎn)便，成為實(shí)現(xiàn)基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)思想的重僅考慮了構(gòu)件的彈塑性性能，而且計(jì)算簡(jiǎn)便，成為實(shí)現(xiàn)基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)思想的重要方法要方法。 5.2.1 概述概述 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮14編輯課件編輯課件5.2.2 基本原理基本原理(1) 實(shí)際結(jié)構(gòu)（一般為多自由度體系）的地震

22、反應(yīng)與該結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系的反應(yīng)實(shí)際結(jié)構(gòu)（一般為多自由度體系）的地震反應(yīng)與該結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系的反應(yīng)是相關(guān)的，這表明結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)僅由結(jié)構(gòu)的第一振型控制；是相關(guān)的，這表明結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)僅由結(jié)構(gòu)的第一振型控制；(2) 在每一加載步內(nèi)，結(jié)構(gòu)沿高度的變形由形狀向量在每一加載步內(nèi)，結(jié)構(gòu)沿高度的變形由形狀向量 表示，在整個(gè)地震作用過(guò)程中，不表示，在整個(gè)地震作用過(guò)程中，不管結(jié)構(gòu)的變形大小，形狀向量管結(jié)構(gòu)的變形大小，形狀向量 保持不變。保持不變。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 靜力彈塑性（靜力彈塑性（Pushover）分析方法最早是由）分析方法最早是由Freeman等人于等人于1975年提出的，該

23、法年提出的，該法不僅考慮了構(gòu)件的彈塑性性能，而且計(jì)算簡(jiǎn)便，成為實(shí)現(xiàn)基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)思想的不僅考慮了構(gòu)件的彈塑性性能，而且計(jì)算簡(jiǎn)便，成為實(shí)現(xiàn)基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)思想的重要方法重要方法。5.2.3 基本假定基本假定 對(duì)于高階振型在地震反應(yīng)中占的比例較大的結(jié)構(gòu)，采用上述假定進(jìn)行對(duì)于高階振型在地震反應(yīng)中占的比例較大的結(jié)構(gòu)，采用上述假定進(jìn)行Pushover分分析得到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)（如層間剪力、層間位移角等）與動(dòng)力時(shí)程分析所得結(jié)構(gòu)差別較大。析得到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)（如層間剪力、層間位移角等）與動(dòng)力時(shí)程分析所得結(jié)構(gòu)差別較大。但已有的研究表明，對(duì)于質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻、地震反應(yīng)以第一振型為主的但已有的研究表明，對(duì)于

24、質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻、地震反應(yīng)以第一振型為主的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，Pushover方法分析的結(jié)果與動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果有很好的近似。方法分析的結(jié)果與動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果有很好的近似。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮15編輯課件編輯課件5.2.4 水平加載模式水平加載模式(1) 當(dāng)結(jié)構(gòu)處于彈性反應(yīng)階段時(shí)，地震作用下結(jié)構(gòu)的慣性力分布主要受地震頻譜特性和當(dāng)結(jié)構(gòu)處于彈性反應(yīng)階段時(shí)，地震作用下結(jié)構(gòu)的慣性力分布主要受地震頻譜特性和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響；結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響；靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 逐級(jí)施加的水平側(cè)向力沿結(jié)構(gòu)高度的分布模式稱為水平加載模式。逐

25、級(jí)施加的水平側(cè)向力沿結(jié)構(gòu)高度的分布模式稱為水平加載模式。 地震過(guò)程中，結(jié)構(gòu)層慣性力的分布隨地震動(dòng)強(qiáng)度的不同以及結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性程度的地震過(guò)程中，結(jié)構(gòu)層慣性力的分布隨地震動(dòng)強(qiáng)度的不同以及結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性程度的不同而改變不同而改變，所選用的加載模式要盡可能真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)承受的地震作用：所選用的加載模式要盡可能真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)承受的地震作用：(2) 而當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性反應(yīng)階段，地震慣性力的分布還將隨著彈塑性變形程度和地而當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性反應(yīng)階段，地震慣性力的分布還將隨著彈塑性變形程度和地震的時(shí)間過(guò)程而發(fā)生變化。因此，選擇合適的水平加載模式是得到合理的震的時(shí)間過(guò)程而發(fā)生變化。因此，選擇合適的水平加載模式是得

26、到合理的Pushover分分析結(jié)果的前提。析結(jié)果的前提。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮16編輯課件編輯課件5.2.4 水平加載模式水平加載模式（1）固定模式是指在整個(gè)加載過(guò)程中，側(cè)向力分布保持不變，不考慮地震過(guò)程中層慣固定模式是指在整個(gè)加載過(guò)程中，側(cè)向力分布保持不變，不考慮地震過(guò)程中層慣性力的改變；性力的改變； 迄今為止，研究者們已提出了若干種不同的水平加載模式，根據(jù)是否考慮地震過(guò)迄今為止，研究者們已提出了若干種不同的水平加載模式，根據(jù)是否考慮地震過(guò)程中層慣性力的重分布可分為固定模式和自適應(yīng)模式。程中層慣性力的重分布可分為固定模式和自適應(yīng)

27、模式。 (2) 自適應(yīng)模式是指在整個(gè)加載過(guò)程中，隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的改變而不斷地調(diào)整側(cè)向力自適應(yīng)模式是指在整個(gè)加載過(guò)程中，隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的改變而不斷地調(diào)整側(cè)向力分布。分布。 圖圖5.2.1 均布水平加載均布水平加載圖圖5.2.2 倒三角形分布倒三角形分布水平加載水平加載 圖圖5.2.3 拋物線分布拋物線分布 水平加載水平加載 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮17編輯課件編輯課件1均布加載模式均布加載模式 水平側(cè)向力沿結(jié)構(gòu)高度分布與樓層質(zhì)量成正比的加載方式稱為均布加載模式。水平側(cè)向力沿結(jié)構(gòu)高度分布與樓層質(zhì)量成正比的加載方式稱為均布加載模式。 均布加

28、載模式不考慮地震過(guò)程中層慣性力的重分布，屬固定模式。此模式適宜于均布加載模式不考慮地震過(guò)程中層慣性力的重分布，屬固定模式。此模式適宜于剛度與質(zhì)量沿高度分布較均勻、薄弱層為底層的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為剛度與質(zhì)量沿高度分布較均勻、薄弱層為底層的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為式中，式中，Pj 為第為第j層水平荷載；層水平荷載；Vb 為結(jié)構(gòu)底部剪力；為結(jié)構(gòu)底部剪力；n為結(jié)構(gòu)總層數(shù)。圖為結(jié)構(gòu)總層數(shù)。圖5.2.1為均布加載模式的示意圖。為均布加載模式的示意圖。 圖圖5.2.1 均布水平加載均布水平加載靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法（5.2.1） 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南

29、大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮18編輯課件編輯課件 倒三角形分布水平加載模式不考慮地震過(guò)程中慣性力的重倒三角形分布水平加載模式不考慮地震過(guò)程中慣性力的重分布，也屬固定模式，它適宜于高度不大于分布，也屬固定模式，它適宜于高度不大于40m，以剪切變形，以剪切變形為主且質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻且梁出塑性鉸的結(jié)構(gòu)。為主且質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻且梁出塑性鉸的結(jié)構(gòu)。2倒三角分布水平加載模式倒三角分布水平加載模式 水平側(cè)向力沿高度分布與層質(zhì)量與高度成正比（即底部剪力法模式）的加載方式水平側(cè)向力沿高度分布與層質(zhì)量與高度成正比（即底部剪力法模式）的加載方式稱為倒三角分布水平加載模式，如圖稱為倒三角分布水平加載

30、模式，如圖5.2.2所示。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為所示。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法（5.2.2）式中，式中，Wi為結(jié)構(gòu)第為結(jié)構(gòu)第i層重力荷載代表值；層重力荷載代表值；hi為結(jié)構(gòu)第為結(jié)構(gòu)第i層樓面距層樓面距離地面的高度。離地面的高度。圖圖5.2.2 倒三角形分布水平倒三角形分布水平加載加載 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮19編輯課件編輯課件圖圖5.2.3 5.2.3 拋物線分布拋物線分布 水平加載水平加載3拋物線分布水平加載模式拋物線分布水平加載模式 水平側(cè)向力沿結(jié)構(gòu)高度呈拋物線分布的加載模式稱為拋物線分布水平加載模式，水平側(cè)向力沿

31、結(jié)構(gòu)高度呈拋物線分布的加載模式稱為拋物線分布水平加載模式，如圖如圖5.2.3所示。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為所示。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 拋物線分布水平加載模式可較好地反映結(jié)構(gòu)在地震作用下拋物線分布水平加載模式可較好地反映結(jié)構(gòu)在地震作用下的高振型影響，它也不考慮地震過(guò)程中層慣性力的重分布，也的高振型影響，它也不考慮地震過(guò)程中層慣性力的重分布，也屬固定模式。屬固定模式。式中，式中，T為結(jié)構(gòu)基本周期。為結(jié)構(gòu)基本周期。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮20編輯課件編輯課件4隨振型而變的水平加載模式隨振型而變的水平加載模式定義定義：基于結(jié)構(gòu)瞬時(shí)振型采用振型分解反應(yīng)譜法平

32、方和開平方（基于結(jié)構(gòu)瞬時(shí)振型采用振型分解反應(yīng)譜法平方和開平方（SRSS）決定水平側(cè)）決定水平側(cè)向力分布的加載方式稱為隨振型而變的水平加載模式。向力分布的加載方式稱為隨振型而變的水平加載模式?；舅枷牖舅枷耄菏抢们耙徊郊虞d獲得的結(jié)構(gòu)周期與振型，采用是利用前一步加載獲得的結(jié)構(gòu)周期與振型，采用SRSS確定結(jié)構(gòu)的各樓層確定結(jié)構(gòu)的各樓層層間剪力，再由各層層間剪力反算出各層水平荷載作為下一步的水平荷載。其數(shù)學(xué)表層間剪力，再由各層層間剪力反算出各層水平荷載作為下一步的水平荷載。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為達(dá)式為 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮21編輯課件編輯課件幾

33、種水平加載模式的實(shí)踐應(yīng)用：幾種水平加載模式的實(shí)踐應(yīng)用：計(jì)算的結(jié)構(gòu)屈服承載力最大計(jì)算的結(jié)構(gòu)屈服承載力最大。（1）均布加載模式均布加載模式：（2）倒三角形加載模式倒三角形加載模式： （3）隨振型而變的水平加載模式隨振型而變的水平加載模式：計(jì)算的結(jié)構(gòu)屈服承載力最小計(jì)算的結(jié)構(gòu)屈服承載力最小。它可考慮地震過(guò)程中結(jié)構(gòu)層慣性力分布的改變情況，故比其余三種模式更為合理，但它可考慮地震過(guò)程中結(jié)構(gòu)層慣性力分布的改變情況，故比其余三種模式更為合理，但其計(jì)算工作量也比前三種大為增加。其計(jì)算工作量也比前三種大為增加。（4）其它）其它加載模式加載模式：采用其他分布形式的結(jié)果基本在兩者之間。采用其他分布形式的結(jié)果基本在兩者

34、之間。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮22編輯課件編輯課件5.2.5 Pushover分析的一般步驟分析的一般步驟（1）建立結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的彈塑性模型建立結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的彈塑性模型（2）對(duì)結(jié)構(gòu)施加某種沿豎向分布形式的水平荷載，在結(jié)構(gòu)的每個(gè)主要受力方向至少對(duì)結(jié)構(gòu)施加某種沿豎向分布形式的水平荷載，在結(jié)構(gòu)的每個(gè)主要受力方向至少采用兩種不同分布方式的水平荷載進(jìn)行分析；采用兩種不同分布方式的水平荷載進(jìn)行分析；（3）水平荷載增量的大小應(yīng)使最薄弱的構(gòu)件達(dá)到屈服變形（構(gòu)件剛度發(fā)生顯著變化）水平荷載增量的大小應(yīng)使最薄弱的構(gòu)件達(dá)到屈服變形（構(gòu)件剛度發(fā)生顯著變化）為標(biāo)準(zhǔn)

35、，并將屈服后的構(gòu)件剛度加以修正，修正后的結(jié)構(gòu)繼續(xù)承受不斷增加的水平荷為標(biāo)準(zhǔn)，并將屈服后的構(gòu)件剛度加以修正，修正后的結(jié)構(gòu)繼續(xù)承受不斷增加的水平荷載或水平位移。載或水平位移。（4）重復(fù)上述步驟，使得越來(lái)越多的構(gòu)件屈服。在每一步加載過(guò)程中，計(jì)算所有構(gòu)重復(fù)上述步驟，使得越來(lái)越多的構(gòu)件屈服。在每一步加載過(guò)程中，計(jì)算所有構(gòu)件的內(nèi)力以及彈性和彈塑性變形等；件的內(nèi)力以及彈性和彈塑性變形等；（5）將每一步得到的構(gòu)件內(nèi)力和變形累加起來(lái)，得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件在每一步時(shí)的總內(nèi)力將每一步得到的構(gòu)件內(nèi)力和變形累加起來(lái)，得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件在每一步時(shí)的總內(nèi)力和變形結(jié)果；和變形結(jié)果；（6）當(dāng)結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)（可變體系）或位移超過(guò)限值時(shí)，停止施加

36、水平荷載；當(dāng)結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)（可變體系）或位移超過(guò)限值時(shí)，停止施加水平荷載； 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮23編輯課件編輯課件 通過(guò)上述靜力彈塑性通過(guò)上述靜力彈塑性Pushover分析可以得到結(jié)構(gòu)的基底剪力或?qū)娱g剪力和不同控制點(diǎn)分析可以得到結(jié)構(gòu)的基底剪力或?qū)娱g剪力和不同控制點(diǎn)處位移的關(guān)系曲線，用來(lái)反映結(jié)構(gòu)的彈塑性性能。處位移的關(guān)系曲線，用來(lái)反映結(jié)構(gòu)的彈塑性性能。 所謂結(jié)構(gòu)的能力曲線，是指結(jié)構(gòu)的基底剪力所謂結(jié)構(gòu)的能力曲線，是指結(jié)構(gòu)的基底剪力-頂層位移關(guān)系曲線或?qū)娱g剪力頂層位移關(guān)系曲線或?qū)娱g剪力-層間位移層間位移關(guān)系曲線，它從總體上來(lái)反映結(jié)構(gòu)抵抗

37、水平荷載的能力。關(guān)系曲線，它從總體上來(lái)反映結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的能力。 圖圖5.2.4表示了底部總剪力與頂點(diǎn)側(cè)向位表示了底部總剪力與頂點(diǎn)側(cè)向位移的關(guān)系?？梢钥闯觯趥?cè)向力作用下，結(jié)移的關(guān)系?？梢钥闯?，在側(cè)向力作用下，結(jié)構(gòu)變形經(jīng)歷了幾個(gè)階段：彈性變形階段構(gòu)變形經(jīng)歷了幾個(gè)階段：彈性變形階段OA、穩(wěn)定的彈塑性變形階段穩(wěn)定的彈塑性變形階段ABC、失穩(wěn)直至倒塌、失穩(wěn)直至倒塌階段階段CDE。 如果結(jié)構(gòu)具有較大的變形能力和較大的如果結(jié)構(gòu)具有較大的變形能力和較大的承載力，則在曲線承載力，則在曲線B點(diǎn)仍在上升階段，即允點(diǎn)仍在上升階段，即允許彈塑性變形尚未達(dá)到許彈塑性變形尚未達(dá)到C點(diǎn)，仍可以獲得足點(diǎn)，仍可以獲得足夠的

38、曲線階段供研究分析結(jié)構(gòu)的抗震能力之夠的曲線階段供研究分析結(jié)構(gòu)的抗震能力之用。用。 需要指出，在實(shí)際靜力彈塑性需要指出，在實(shí)際靜力彈塑性Pushover分析中，在接近分析中，在接近C點(diǎn)以及進(jìn)入點(diǎn)以及進(jìn)入CDE階段時(shí)，階段時(shí)，如果分析軟件的功能不足，往往因?yàn)榉e分不如果分析軟件的功能不足，往往因?yàn)榉e分不收斂而得不到曲線的全過(guò)程。收斂而得不到曲線的全過(guò)程。圖5.2.4 結(jié)構(gòu)的荷載位移曲線靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮24編輯課件編輯課件5.3 基于基于Pushover分析的結(jié)構(gòu)抗震分析分析的結(jié)構(gòu)抗震分析 通過(guò)通過(guò)P

39、ushover分析得到結(jié)構(gòu)的能力曲線后，還不能立即從圖上確定某一點(diǎn)的位移分析得到結(jié)構(gòu)的能力曲線后，還不能立即從圖上確定某一點(diǎn)的位移為代表該結(jié)構(gòu)抗震性能的為代表該結(jié)構(gòu)抗震性能的“目標(biāo)位移目標(biāo)位移”，更不能將其與規(guī)范規(guī)定的容許變形值來(lái)比較，更不能將其與規(guī)范規(guī)定的容許變形值來(lái)比較以確定結(jié)構(gòu)的抗震能否達(dá)到要求。以確定結(jié)構(gòu)的抗震能否達(dá)到要求。5.3.1 結(jié)構(gòu)的能力譜結(jié)構(gòu)的能力譜 為了評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，為了評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，F(xiàn)reeman于于1975年提出了能力譜方法，后經(jīng)發(fā)展被美年提出了能力譜方法，后經(jīng)發(fā)展被美國(guó)國(guó)ATC-40等推薦使用。能力譜方法的實(shí)質(zhì)是將結(jié)構(gòu)的能力譜曲線和地震需求譜曲線疊等推薦使

40、用。能力譜方法的實(shí)質(zhì)是將結(jié)構(gòu)的能力譜曲線和地震需求譜曲線疊加起來(lái)進(jìn)行評(píng)估。本節(jié)首先介紹如何將結(jié)構(gòu)的能力曲線（荷載加起來(lái)進(jìn)行評(píng)估。本節(jié)首先介紹如何將結(jié)構(gòu)的能力曲線（荷載-位移曲線）轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)位移曲線）轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)的能力譜曲線（承載力的能力譜曲線（承載力-位移譜）。位移譜）。 根據(jù)根據(jù)Pushover分析方法的兩個(gè)基本假定，必須將原結(jié)構(gòu)多自由度體系等效為單自分析方法的兩個(gè)基本假定，必須將原結(jié)構(gòu)多自由度體系等效為單自由度體系。將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為與其等效的單自由度體系的公式并不唯一，但等效原則大都由度體系。將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為與其等效的單自由度體系的公式并不唯一，但等效原則大都相同，即通過(guò)結(jié)構(gòu)多自由度體系的動(dòng)力方程進(jìn)

41、行等效。結(jié)構(gòu)在地面運(yùn)動(dòng)下的動(dòng)力微分相同，即通過(guò)結(jié)構(gòu)多自由度體系的動(dòng)力方程進(jìn)行等效。結(jié)構(gòu)在地面運(yùn)動(dòng)下的動(dòng)力微分方程為：方程為：式中，式中，M、C和和Q分別為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和恢復(fù)力矩陣；分別為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和恢復(fù)力矩陣；x為結(jié)構(gòu)相對(duì)位移為結(jié)構(gòu)相對(duì)位移向量；向量； 為地面運(yùn)動(dòng)加速度。為地面運(yùn)動(dòng)加速度。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮25編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法（5.3.2） （5.3.3）（5.3.4）定義等效單自由度體系的參考位移定義等效單自由度體系的參考位移xr為為假定結(jié)構(gòu)相對(duì)位移向量假定結(jié)構(gòu)相對(duì)位

42、移向量x可以由結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移可以由結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移xt和形狀向量和形狀向量 表示，即表示，即則式（則式（5.3.1）可寫為）可寫為 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮26編輯課件編輯課件用用 前乘式（前乘式（5.3.3），并用式（），并用式（5.3.4）替換）替換xt ，則將多自由度體系的動(dòng)力方程式（，則將多自由度體系的動(dòng)力方程式（5.3.1）轉(zhuǎn)化為等效單自由度體系的動(dòng)力方程為：轉(zhuǎn)化為等效單自由度體系的動(dòng)力方程為：靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法（5.3.5）式中，式中，Mr、Cr和和Qr分別為單自由度體系的等效質(zhì)量、阻尼和恢復(fù)力，可由下式計(jì)算：分別

43、為單自由度體系的等效質(zhì)量、阻尼和恢復(fù)力，可由下式計(jì)算： 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮27編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法式中，式中，Qy為原結(jié)構(gòu)屈服點(diǎn)處結(jié)構(gòu)樓層力分布向量，基底剪力為原結(jié)構(gòu)屈服點(diǎn)處結(jié)構(gòu)樓層力分布向量，基底剪力 。 假設(shè)形狀向量已知，等效單自由度體系的力位移關(guān)系可以由多自由度體系假設(shè)形狀向量已知，等效單自由度體系的力位移關(guān)系可以由多自由度體系的非線性靜力分析得到。如前所述，通過(guò)對(duì)多自由度體系進(jìn)行的非線性靜力分析得到。如前所述，通過(guò)對(duì)多自由度體系進(jìn)行Pushover分析可以分析可以得到底部剪力得到底部剪力-頂點(diǎn)

44、位移關(guān)系曲線，即結(jié)構(gòu)的能力曲線，通常都是曲線的形式。為頂點(diǎn)位移關(guān)系曲線，即結(jié)構(gòu)的能力曲線，通常都是曲線的形式。為了便于簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將它們擬合成二折線模型。了便于簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將它們擬合成二折線模型。FEMA273建議根據(jù)以下原則來(lái)進(jìn)行二折線模型的擬合：建議根據(jù)以下原則來(lái)進(jìn)行二折線模型的擬合：在所關(guān)心的范圍內(nèi)，原來(lái)曲線與橫軸包圍的面積和雙折線與橫軸包圍的面積相在所關(guān)心的范圍內(nèi)，原來(lái)曲線與橫軸包圍的面積和雙折線與橫軸包圍的面積相等；等；二折線模型彈性階段與原來(lái)曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的二折線模型彈性階段與原來(lái)曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的“強(qiáng)度強(qiáng)度”等于等于“屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度”的的60%。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)

45、構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮28編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法由上述等效原則，設(shè)多自由度體系屈服點(diǎn)處的基底剪力由上述等效原則，設(shè)多自由度體系屈服點(diǎn)處的基底剪力Vy 和頂點(diǎn)位移和頂點(diǎn)位移xt,y ，則根據(jù)，則根據(jù)下式可以得到等效單自由度體系屈服點(diǎn)處的等效基底剪力和位移：下式可以得到等效單自由度體系屈服點(diǎn)處的等效基底剪力和位移：式中，式中，Qy為原結(jié)構(gòu)屈服點(diǎn)處結(jié)構(gòu)樓層力分布向量，基底剪力為原結(jié)構(gòu)屈服點(diǎn)處結(jié)構(gòu)樓層力分布向量，基底剪力 。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮29編輯課件編輯課件靜力彈塑性

46、分析法靜力彈塑性分析法（5.3.11）（5.3.12）式中，式中，Kr為等效單自由度體系的第一剛度，由下式計(jì)算為等效單自由度體系的第一剛度，由下式計(jì)算這樣，等效單自由度體系的初始周期計(jì)算如下：這樣，等效單自由度體系的初始周期計(jì)算如下： 在建立了等效單自由度體系的能力曲線后，便可以進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換成能力譜。在建立了等效單自由度體系的能力曲線后，便可以進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換成能力譜。圖圖5.3.1（a）為等效單自由度體系的基底剪力）為等效單自由度體系的基底剪力Vb頂點(diǎn)位移頂點(diǎn)位移ut曲線。通常為了簡(jiǎn)化曲線。通常為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將能力曲線進(jìn)一步理想化為雙折線形，折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剪力和位移就是等效單計(jì)算，將能力曲線進(jìn)一

47、步理想化為雙折線形，折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剪力和位移就是等效單自由度體系的屈服剪力和屈服位移。自由度體系的屈服剪力和屈服位移。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮30編輯課件編輯課件VbUtSaSd(a)Pushover曲 線 (b)能 力 譜靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法圖5.3.1 Pushover曲線和能力譜之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換公式為：轉(zhuǎn)換公式為：上述曲線可以轉(zhuǎn)換成譜加速度譜位移曲線，即能力譜曲線（如圖上述曲線可以轉(zhuǎn)換成譜加速度譜位移曲線，即能力譜曲線（如圖5.3.1（b）所示）。）所示）。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)

48、東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮31編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法式中，式中， 為第為第i層質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量；層質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量； 為第一振型中第為第一振型中第i層質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移。層質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移。 結(jié)構(gòu)的能力譜理論上表示的是結(jié)構(gòu)在往復(fù)地震作用下滯回反應(yīng)的骨架曲線，由于結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的能力譜理論上表示的是結(jié)構(gòu)在往復(fù)地震作用下滯回反應(yīng)的骨架曲線，由于結(jié)構(gòu)在彈塑性狀態(tài)時(shí)的變形受屈服后的塑性機(jī)構(gòu)和振型等因素的影響，因此，能力譜總是與一在彈塑性狀態(tài)時(shí)的變形受屈服后的塑性機(jī)構(gòu)和振型等因素的影響，因此，能力譜總是與一定的塑性鉸分布下的非線性變形模式相對(duì)應(yīng)。定的塑性鉸分布下的非線性變形模式相對(duì)應(yīng)。 設(shè)計(jì)時(shí)常用一系列等

49、效彈性體系（如剛度用割線剛度、非線性滯回耗能用等效粘滯阻設(shè)計(jì)時(shí)常用一系列等效彈性體系（如剛度用割線剛度、非線性滯回耗能用等效粘滯阻尼比表示）來(lái)反映結(jié)構(gòu)在相應(yīng)位移下的動(dòng)態(tài)特征。尼比表示）來(lái)反映結(jié)構(gòu)在相應(yīng)位移下的動(dòng)態(tài)特征。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮32編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法5.3.2 結(jié)構(gòu)的地震需求譜結(jié)構(gòu)的地震需求譜 通過(guò)求得結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系的能力譜后，要評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，還必通過(guò)求得結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系的能力譜后，要評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，還必須將其與結(jié)構(gòu)的地震需求譜相結(jié)合并進(jìn)行比較，以確定在不同水準(zhǔn)地震

50、作用下結(jié)構(gòu)須將其與結(jié)構(gòu)的地震需求譜相結(jié)合并進(jìn)行比較，以確定在不同水準(zhǔn)地震作用下結(jié)構(gòu)的性能狀態(tài)。的性能狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的地震需求譜是指某一地震動(dòng)對(duì)地面上的結(jié)構(gòu)引起的最大加速度反應(yīng)和最結(jié)構(gòu)的地震需求譜是指某一地震動(dòng)對(duì)地面上的結(jié)構(gòu)引起的最大加速度反應(yīng)和最大位移反應(yīng)的關(guān)系曲線大位移反應(yīng)的關(guān)系曲線，即以位移反應(yīng)譜，即以位移反應(yīng)譜Sd 為橫坐標(biāo)，加速度反應(yīng)譜為橫坐標(biāo)，加速度反應(yīng)譜Sa為縱坐標(biāo)建為縱坐標(biāo)建立的關(guān)系曲線，也稱為立的關(guān)系曲線，也稱為A-D格式的需求譜圖。格式的需求譜圖。結(jié)構(gòu)的地震需求譜可以分為以下兩種類型：結(jié)構(gòu)的地震需求譜可以分為以下兩種類型：與等效粘滯阻尼比有關(guān)的彈性地震需求譜；與等效粘滯阻尼比有

51、關(guān)的彈性地震需求譜；與結(jié)構(gòu)位移延性系數(shù)有關(guān)的彈塑性地震需求譜。與結(jié)構(gòu)位移延性系數(shù)有關(guān)的彈塑性地震需求譜。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮33編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 彈性地震需求譜通常以現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜為依據(jù)，傳統(tǒng)的彈性地震需求譜通常以現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜為依據(jù)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是以加速度設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是以加速度-周期為坐標(biāo)形式定義的，為此只需將其轉(zhuǎn)化為譜位移周期為坐標(biāo)形式定義的，為此只需將其轉(zhuǎn)化為譜位移-譜加速譜加速度的形式就可以得到單自由度體系的彈性地震需求譜（如圖度的形式就可以得到單

52、自由度體系的彈性地震需求譜（如圖5.3.2所示），在此基礎(chǔ)所示），在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步按照非線性體系等效線性化的方法，獲得不同非線性階段結(jié)構(gòu)的等效粘滯上進(jìn)一步按照非線性體系等效線性化的方法，獲得不同非線性階段結(jié)構(gòu)的等效粘滯阻尼比和等效自振周期，并按照等效粘滯阻尼比對(duì)彈性地震需求譜進(jìn)行折減，就得阻尼比和等效自振周期，并按照等效粘滯阻尼比對(duì)彈性地震需求譜進(jìn)行折減，就得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)彈性地震需求譜。到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)彈性地震需求譜。 ATC-40和和FEMA273/274在求得等效單自由度體系的簡(jiǎn)化雙折線能力譜的基礎(chǔ)上，在求得等效單自由度體系的簡(jiǎn)化雙折線能力譜的基礎(chǔ)上，確定等效單自由度體系的等效自振周期和等效粘

53、滯阻尼比，然后做出對(duì)應(yīng)于不同阻確定等效單自由度體系的等效自振周期和等效粘滯阻尼比，然后做出對(duì)應(yīng)于不同阻尼比的結(jié)構(gòu)彈性地震需求尼比的結(jié)構(gòu)彈性地震需求譜。譜。圖5.3.2 典型彈性加速度和位移反應(yīng)譜 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮34編輯課件編輯課件 彈塑性地震需求譜是利用適當(dāng)?shù)膹椝苄缘卣鹦枨笞V是利用適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度折減系數(shù)強(qiáng)度折減系數(shù)對(duì)彈性地震需求譜進(jìn)行折減得到對(duì)彈性地震需求譜進(jìn)行折減得到的。為了考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性，世界許多國(guó)家的規(guī)范采用對(duì)彈性地震作用予以折減的的。為了考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性，世界許多國(guó)家的規(guī)范采用對(duì)彈性地震作用予以折減的方法，其中一種方法

54、就是引用力的折減系數(shù)（即強(qiáng)度折減系數(shù)），采用等價(jià)線性化方法，其中一種方法就是引用力的折減系數(shù)（即強(qiáng)度折減系數(shù)），采用等價(jià)線性化方法近似考慮結(jié)構(gòu)的非線性特征。方法近似考慮結(jié)構(gòu)的非線性特征。 所謂所謂強(qiáng)度折減系數(shù)強(qiáng)度折減系數(shù)，是指結(jié)構(gòu)體系在給定地面運(yùn)動(dòng)作用下保持彈性要求的側(cè)向，是指結(jié)構(gòu)體系在給定地面運(yùn)動(dòng)作用下保持彈性要求的側(cè)向屈服強(qiáng)度與在相同地面運(yùn)動(dòng)作用下保持位移延性系數(shù)小于或等于事先確定的目標(biāo)位屈服強(qiáng)度與在相同地面運(yùn)動(dòng)作用下保持位移延性系數(shù)小于或等于事先確定的目標(biāo)位移延性系數(shù)時(shí)的側(cè)向屈服強(qiáng)度之比值。在確定了強(qiáng)度折減系數(shù)之后，分別對(duì)移延性系數(shù)時(shí)的側(cè)向屈服強(qiáng)度之比值。在確定了強(qiáng)度折減系數(shù)之后，分別對(duì)

55、Sd、Sa進(jìn)進(jìn)行折減，則彈性的譜加速度行折減，則彈性的譜加速度-譜位移曲線轉(zhuǎn)化為彈塑性的譜加速度譜位移曲線轉(zhuǎn)化為彈塑性的譜加速度-譜速度曲線，即結(jié)譜速度曲線，即結(jié)構(gòu)的彈塑性地震需求譜曲線。構(gòu)的彈塑性地震需求譜曲線。 強(qiáng)度折減系數(shù)受多種因素影響，不僅與震級(jí)、震源機(jī)制、地震波傳播途徑、地強(qiáng)度折減系數(shù)受多種因素影響，不僅與震級(jí)、震源機(jī)制、地震波傳播途徑、地震動(dòng)持時(shí)、場(chǎng)地條件、阻尼比、滯回模型、屈服后剛度、體系的初始自振周期等有震動(dòng)持時(shí)、場(chǎng)地條件、阻尼比、滯回模型、屈服后剛度、體系的初始自振周期等有關(guān)，而且各個(gè)影響參數(shù)并不完全相互獨(dú)立，因而給確定強(qiáng)度折減系數(shù)帶來(lái)了一定的關(guān)，而且各個(gè)影響參數(shù)并不完全相互

56、獨(dú)立，因而給確定強(qiáng)度折減系數(shù)帶來(lái)了一定的困難。困難。靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮35編輯課件編輯課件5.3.3 目標(biāo)位移與結(jié)構(gòu)性能評(píng)估目標(biāo)位移與結(jié)構(gòu)性能評(píng)估 確定目標(biāo)位移是確定目標(biāo)位移是Pushover分析中關(guān)鍵的一步，在確定目標(biāo)位移之后，將結(jié)構(gòu)按選定的分析中關(guān)鍵的一步，在確定目標(biāo)位移之后，將結(jié)構(gòu)按選定的水平加載模式推至目標(biāo)位移，就可以對(duì)結(jié)構(gòu)的彈塑性特性進(jìn)行評(píng)估。因此，目標(biāo)位移是在水平加載模式推至目標(biāo)位移，就可以對(duì)結(jié)構(gòu)的彈塑性特性進(jìn)行評(píng)估。因此，目標(biāo)位移是在設(shè)計(jì)地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)整體可達(dá)到的最大期望位移（即

57、結(jié)構(gòu)的目標(biāo)性能要求），設(shè)計(jì)地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)整體可達(dá)到的最大期望位移（即結(jié)構(gòu)的目標(biāo)性能要求），由于頂層由于頂層位移能直接有效地度量結(jié)構(gòu)的整體位移反應(yīng)，且能與單自由度體系的質(zhì)點(diǎn)位移相對(duì)應(yīng)，因位移能直接有效地度量結(jié)構(gòu)的整體位移反應(yīng)，且能與單自由度體系的質(zhì)點(diǎn)位移相對(duì)應(yīng)，因此通常將設(shè)計(jì)地震作用下的結(jié)構(gòu)頂層質(zhì)心處的位移定義為目標(biāo)位移此通常將設(shè)計(jì)地震作用下的結(jié)構(gòu)頂層質(zhì)心處的位移定義為目標(biāo)位移。 根據(jù)前述等效單自由度體系和原多自由度體系的關(guān)系，結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移的計(jì)算可以轉(zhuǎn)化根據(jù)前述等效單自由度體系和原多自由度體系的關(guān)系，結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移的計(jì)算可以轉(zhuǎn)化為計(jì)算設(shè)計(jì)地震作用下的等效單自由度體系的位移需求。等效單自由度體系的

58、位移需求計(jì)為計(jì)算設(shè)計(jì)地震作用下的等效單自由度體系的位移需求。等效單自由度體系的位移需求計(jì)算，具體有兩種基本方法：算，具體有兩種基本方法：如果設(shè)計(jì)地震是以反應(yīng)譜的形式給出，等效單自由度體系的如果設(shè)計(jì)地震是以反應(yīng)譜的形式給出，等效單自由度體系的位移反應(yīng)可以通過(guò)對(duì)彈性地震反應(yīng)譜進(jìn)行轉(zhuǎn)換和修正求得，也可以直接通過(guò)彈塑性位移反位移反應(yīng)可以通過(guò)對(duì)彈性地震反應(yīng)譜進(jìn)行轉(zhuǎn)換和修正求得，也可以直接通過(guò)彈塑性位移反應(yīng)譜求得；應(yīng)譜求得；如果設(shè)計(jì)地震是以加速度時(shí)程記錄的形式給出，則等效單自由度體系的位移如果設(shè)計(jì)地震是以加速度時(shí)程記錄的形式給出，則等效單自由度體系的位移反應(yīng)可以直接對(duì)單自由度體系進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析求得

59、。反應(yīng)可以直接對(duì)單自由度體系進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析求得。本節(jié)介紹目標(biāo)位移確定的兩種常用方法：能力譜法和等效位移系數(shù)法。本節(jié)介紹目標(biāo)位移確定的兩種常用方法：能力譜法和等效位移系數(shù)法。 工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)電子教案電子教案 東南大學(xué)東南大學(xué) 丁幼亮丁幼亮36編輯課件編輯課件靜力彈塑性分析法靜力彈塑性分析法5.3.3.1 能力譜法能力譜法 （1） 原理：原理： 能力譜法是將能力譜法是將Pushover分析得到的結(jié)構(gòu)能力譜和地震需求譜曲線相結(jié)合確定結(jié)分析得到的結(jié)構(gòu)能力譜和地震需求譜曲線相結(jié)合確定結(jié)構(gòu)在一定地震動(dòng)下的反應(yīng)值，采用圖形形式來(lái)確定結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移，比較結(jié)構(gòu)在構(gòu)在一定地震動(dòng)下的反

60、應(yīng)值，采用圖形形式來(lái)確定結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移，比較結(jié)構(gòu)在遭受不同準(zhǔn)地震作用下的能力和需求，從而評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的抗震性能遭受不同準(zhǔn)地震作用下的能力和需求，從而評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的抗震性能。 （2）種類：）種類：能力譜法可以分為延性系數(shù)能力譜法和等效粘滯阻尼能力譜法。能力譜法可以分為延性系數(shù)能力譜法和等效粘滯阻尼能力譜法。采用延性系數(shù)能力譜法的分析步驟如下：采用延性系數(shù)能力譜法的分析步驟如下：按規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計(jì)；按規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計(jì)；采用采用Pushover分析計(jì)算得到結(jié)構(gòu)能力曲線，即基底剪力分析計(jì)算得到結(jié)構(gòu)能力曲線，即基底剪力Vb頂點(diǎn)位移頂點(diǎn)位移ut 曲線；曲線；建立能力譜曲線，用等效單自由度體系代替原結(jié)構(gòu)