高层建筑结构静力弹塑性分析的理论与应用研究

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近年来,静力弹塑性分析方法以其简单实用等优点正在受到广大学者及工程设计人员越来越多的关注,成为结构抗震领域的一个热点。为了使静力弹塑性分析方法的应用得到进一步推广,并使其适用范围进~步扩大,本文对高层建筑结构的静力弹塑性分析方法(Pushover analysis)进行了研究。 论文首先论述了静力弹塑性分析方法的发展和国内外研究现状,介绍了静力弹塑性分析方法的理论基础、适用范围和发展前景,同时讨论了静力弹塑性分析方法的优点及所面临的一些问题;接着介绍了几种具有代表性的静力弹塑性分析方法,并在此基础上,针对高层建筑结构Pushover分析方法所面临的受高振型影响、目标位移求解等关键问题进行了分析研究,建议对受高阶振型影响显著的结构采用模态静力非线性分析方法,同时对目标位移求解以及形状向量的选取进行了改进,以提高Pushover分析结果的精度;最后,论文对比分析了两个工程实例在典型地震动下弹塑性时程分析与采用不同侧向力分布的Pushover分析的结构地震反应,比较了两个工程实例在模态加载、倒三角形加载与均布水平加载下的楼层位移误差、层间位移误差以及塑性铰的发展等,得出了采用本文模态静力非线性分析方法能够准确的反映高阶振型对结构的影响以及结构在罕遇地震作用下的实际性能等结论,为Pushover分析方法在工程实践中的应用提供了依据。
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