掉层框架结构Pushover分析方法的适用性研究

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Pushover分析方法已经成为评价结构弹塑性变形的重要方法之一,然而掉层结构掉层部分楼层受高阶振型严重的特点与Pushover分析方法的基本假定并不相符。目前Pushover方法受这种高阶振型影响程度仍不明确,也没有确定在顺坡方向的推覆分析中以正向推覆结果还是反向推覆结果作为评估依据,侧向力加载模式对掉层结构的影响还不清楚。本文以时程分析结果为依据,研究掉层结构顺坡方向Pushover分析方法的适用性。本文介绍了基于PERFORM-3D软件的算例设计到分析的过程,确定了逐步增量时程分析结果为依据对比方法,明确了误差的容许范围,提出了基于掉层结构的分层加载模式,建立了不同高度、不同层数以及不同跨数的9个算例,重点分析了推覆方法、侧向力推覆模式以及推覆方向对推覆分析的影响。通过以上9个算例的分析工作,有以下几个主要的研究成果:①在掉层结构中简单地运用常规Pushover分析方法是不合理的,结构的掉层部位楼层产生无法避免的误差。②运用分层加载模式后的改进Pushover分析方法可以有效估计掉层结构各楼层的变形。③改进的Pushover分析方法具有一定的局限性:(1)结构总高度不超过30米,掉层层数不超过3层;(2)地震强度水准不超过中国规范所规定的罕遇地震强度;(3)修正的目标位移法所得的变形误差比能力谱法所得的变形误差更小,建议在掉层结构分析中采用修正的目标位移法;(4)顺坡方向的推覆分析应从下接地层开始逆向施加侧向力加载模式。(5)侧向力加载模式应该采用倒三角加载模式、指数加载模式以及分层加载模式综合评价掉层结构的性能,而应避免采用均布加载模式。
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