一种改进的力弹塑性分析程序估算地震的需求结构的模态.docVIP

一种改进的模态Pushover分析方法用于结构的抗震需求估计 摘要：静力弹塑性分析(POA)过程是很难适用于高层建筑,因为它不能占据更高的模式的贡献。 为了克服这个限制,一个模态静力弹塑性分析(MPA)的过程,提出了Chopra et al。(2001)。 然而,不变的侧向力分布仍采用MPA。本文提出了一种改进的MPA程序来估计结构的抗震要求,考虑到再分配后的惯性力量结构的收益率。 这个改进的过程是用数值例子验证了5 - 9——22层的建筑。结果表明,改进的MPA过程比POA过程或MPA过程更准确。此外,该方法采用两阶段侧向力分布，避免了计算工作量大。 关键词:地震需求估计;静力弹塑性分析;改进模态静力弹塑性分析;两阶段侧向力分布;容量曲线 1介绍 最近,基于位移的抗震设计(DBSD)逐渐被关注,那里的位移或interstory-drift,而不是横向力,被认为是在结构的设计、评估和修复中基本的需求参数。估计地震的要求在低性能水平,如生命安全预防、明确要求和充分的考虑结构的非弹性行为。 而非线性响应历史分析(RHA)是用最严格要求的来计算地震程序的,当前土木工程实践更喜欢使用非线性静态程序(NSP)或静力弹塑性分析(POA)(Chopra et al。,2004)。如果缺乏弹性的低高度和这里结构分布在结构的高度，《行动纲领》因其概念简单,计算吸引力和能够提供满意的预测地震的要求被广泛应用。(劳森et al。,1994;Bracci et al。,1997;佐佐木et al。,1998;Krawinkler和Seneviratna,1998;Fajfar古普塔和Krawinkler,1999;1999;Kunnath和Gupta,2000;Elnashai,2001;Chopra et al。,2001;Fajfar,2002;叶和潘,2000;杨et al。,2000;尹et al。,2003;孙et al。,2003;周和卢,2004)。《行动纲领》是基于两个基本假设:(1)响应是由结构的基本模式控制;(2)结构模式后续形状保持不变。显然,POA对更高模式的结构响应的贡献不大;因此,它很难适用于高层建筑(古普塔和Krawinkler,1999;Kunnath和Gupta,2000年,戈埃尔和Chopra,2005;翟,2005)。 基于结构动力学理论,乔普拉和戈埃尔(2001)提出了一种静力弹塑性分析模态(MPA)包括贡献到总地震需求的更高的模式。在MPA,地震需求由于个人在模态扩展条款的有效的地震力是由一个利用惯性力分布在每个模式的POA决定的。结合这些“模态”的要求由于一个两个三个方面的扩张提供了一个估计的总地震需求无弹性系统。因为MPA过程可以包括贡献更高的模式,它提供了一个更好的估计地震的要求。然而,不变的侧向力分布仍采用MPA;因此,它不能克服相同的限制引起的POA第二个假设。本文通过考虑再分配后的结构惯性力量改进MPA程序。这个改进的过程通过三个例子进行了验证。 2简要描述MPA MPA 过程的细节描述从Chopra和戈埃尔(2001),乔普拉和戈埃尔(2002),乔普拉和Chintanapakdee(2003)中可以找到。为了更好地理解本文提出的方法,总结如下: 1)计算结构固有频率ωn和Ψn模式。在实际应用中,只有前两个或三个模式是必要的。 (2)为第n次模式,开发静力弹塑性曲线(基剪切顶部位移曲线)使用力分布Sn*定义为 在其中M是结构的质量矩阵。 (3)理想化静力弹塑性曲线作为一个双线性曲线见图1(一)。 (4)将理想化的静力弹塑性曲线的力变形关系(Fsn/Ln-Dn)的n倍的模式非弹性SDF系统见图1(b) 在这里Гn是n模态参与因子,Mn*是有效模态质量和确定初始弹性振动周期Tn和屈服变形Dny. (5)计算峰形变Dn的n倍的模式非弹性SDF系统历史分析,或者使用非线性弹性设计谱。 计算峰屋顶位移Urn与n模式相关的骨灰盒自卫队系统缺乏弹性 (7)从静力弹塑性数据库,提取值任何期望响应rn高峰期屋顶位移瓮Urn (8)重复步骤3 - 7第一几个“模式”。 (9)确定rtotal总地震需求。 3改善MPA过程 尽管MPA程序可以认为是有利于多方位的评估建筑结构抗震要求，但是，它在应用于固定侧向力分布时还有其不可避免的缺陷。在当前研究中，正在试图分析结构产量后的惯性力再分配状况。 显然，在结构产量之后的结构刚度会发生变化，也使位移形状向量改变。最理想化的程序可能就是一种使用随时间变化的地板位移矢量作为位移形状矢量，并且地板位移矢量的结果以及结构质量矩阵作为每个载荷步的力分布。然而,这个过程需要大量的计算工作。需要注意的是，尽管结构刚度受力后