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摘要：借助建筑结构通用有限元软件PKPM/PUSH&EPDA，对某高层框架–核心筒结构进行了Pushover分析，并通过性能点、变形情况等，对结构的抗震性能进行了综合评价，以期为设计提供参考。
关键词：框架–核心筒；Pushover分析；性能点
Abstract: using the universal finite element software architectural structure PKPM/PUSH&EPDA of a high-level framework-the core tube structure of Pushover analysis, and through the performance point, deformation, the structure of the seismic performance of the comprehensive evaluation, so as to provide a reference for design.
Keywords: framework-the core tube; Pushover analysis; Performance point
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
在2010版规范中，提出要对结构进行抗震性能的设计，这就需要设计人员在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力，并使结构设计满足设定的性能目标。结构的耗能能力是与结构的变形能力息息相关的，所以预测结构变形的发展是至关重要的。
Pushover分析方法就是预测结构变形的重要方法之一，在近年来的结构设计分析中使用较为广泛。本文以一高层框架-核心筒结构为例，采用PKPM/PUSH&EPDA软件对此结构罕遇地震作用下进行Pushover分析。
1.Pushover分析方法的原理
Pushover分析将非线性静力计算结果与弹性反应谱紧密结合起来，沿高度为某种规定分布形式的侧向力，静态、单调作用在结构计算模型中，以逐步增加侧向力，直到结构产生的位移超过允许值或认为结构破坏接近倒塌为最后评估结构整体的抗震性能的一种抗震设计分析方法。它可以在多遇地震下对结构进行弹性设计校核，看总侧移和层间位移角、各杆件是否满足弹性极限要求，各杆件是否处于弹性状态；也可以确定在罕遇地震下潜在的破坏机制，找到最先破坏的薄弱环节，检测总侧移和层间位移角、各杆件是否超过弹塑性极限状态、是否满足大震不倒的要求。
Pushover分析通过逐渐加大预先设定的荷载直到最大性能控制点位置，获得荷载－位移能力曲线(capacity curve)。多自由度的荷载－位移关系转换为使用单自由度体系的加速度－位移方式表现的能力谱(capacity spectrum)。另外，根据结构耗能情况会得到弹塑性需求谱曲线(demand spectrum curve)。两个曲线的交点就是针对该地震作用结构所能发挥的最大内力以及最大位移点，这个交点我们称为性能点（performance Point），当该交点在目标性能范围内，则表示该结构设计满足了目标性能要求。
图1 能力谱曲线与需求谱曲线
2.工程实例
2.1 模型的概况
本工程为办公楼，框架–核心筒结构，共38层，总高度为158m,平面尺寸为48mX48m,首层有夹层而计算层高取为10m,二层、三层层高分别为5.5m、6m,其它各层分别为4m。外框梁截面1000mm×800mm,外框与核心筒连接主梁截面主要为800mm×600mm、600mm×600mm，核心筒内井字梁截面尺寸为200mm×600mm。核心筒内楼板厚150mm，核心筒外楼板厚100mm。
设防烈度为7度，地震分组为第一组，抗震等级为一级。
标准层的平面布置图如下：
图2标准层平面布置图
2.2 结构抗震性能目标
此结构属于竖向规则、仅楼板局部不连续一项平面不规则的B级高度的高层建筑，因此选用C级抗震性能目标。
表1 結构抗震性能目标
地震水准
构件类型 小震 中震 大震
1 3 4
关键
构件 底部加强部位核心筒
及相应楼层框架柱 保持弹性 偏心受压不屈服
受剪保持弹性 偏心受压不屈服
受剪不屈服
普通
竖向
构件 一般框架柱
非底部加强部位核心筒 角部
角部以外 保持弹性 偏心受压不屈服
受剪保持弹性 部分屈服
不发生脆性受剪破坏
耗能
构件 连梁 保持弹性 部分屈服 大部分屈服
框架梁 保持弹性 受弯不屈服
受剪不屈服 部分受弯屈服
受剪不屈服
计算手段 弹性 弹性 弹性 弹塑性
2.3 分析结果
图
图3-1X向推覆曲线 图3-2 Y向推覆曲线
从图中可以看出，需求谱曲线和能力谱曲线相交有性能点，从能力谱曲线可以看出，结构性能点离大震倒塌仍有一段距离，主体结构仍处于强度上升阶段。X向的最大层间位移角为1/218，Y向的最大层间位移角为1/172，均小于规范限值1/100。
3.结论
通过对本结构在大震作用下Pushover分析得出如下结论：
（1）在罕遇地震作用下结构性能点的存在，说明了该结构的设计是合理的。
(2)在罕遇地震作用下层间位移角均未超过抗震规范所要求的1/100的限制，说明了结构具有明显的屈服平台和足够的抗震能力。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：框架–核心筒；Pushover分析；性能点
Abstract: using the universal finite element software architectural structure PKPM/PUSH&EPDA of a high-level framework-the core tube structure of Pushover analysis, and through the performance point, deformation, the structure of the seismic performance of the comprehensive evaluation, so as to provide a reference for design.
Keywords: framework-the core tube; Pushover analysis; Performance point
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
在2010版规范中，提出要对结构进行抗震性能的设计，这就需要设计人员在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力，并使结构设计满足设定的性能目标。结构的耗能能力是与结构的变形能力息息相关的，所以预测结构变形的发展是至关重要的。
Pushover分析方法就是预测结构变形的重要方法之一，在近年来的结构设计分析中使用较为广泛。本文以一高层框架-核心筒结构为例，采用PKPM/PUSH&EPDA软件对此结构罕遇地震作用下进行Pushover分析。
1.Pushover分析方法的原理
Pushover分析将非线性静力计算结果与弹性反应谱紧密结合起来，沿高度为某种规定分布形式的侧向力，静态、单调作用在结构计算模型中，以逐步增加侧向力，直到结构产生的位移超过允许值或认为结构破坏接近倒塌为最后评估结构整体的抗震性能的一种抗震设计分析方法。它可以在多遇地震下对结构进行弹性设计校核，看总侧移和层间位移角、各杆件是否满足弹性极限要求，各杆件是否处于弹性状态；也可以确定在罕遇地震下潜在的破坏机制，找到最先破坏的薄弱环节，检测总侧移和层间位移角、各杆件是否超过弹塑性极限状态、是否满足大震不倒的要求。
Pushover分析通过逐渐加大预先设定的荷载直到最大性能控制点位置，获得荷载－位移能力曲线(capacity curve)。多自由度的荷载－位移关系转换为使用单自由度体系的加速度－位移方式表现的能力谱(capacity spectrum)。另外，根据结构耗能情况会得到弹塑性需求谱曲线(demand spectrum curve)。两个曲线的交点就是针对该地震作用结构所能发挥的最大内力以及最大位移点，这个交点我们称为性能点（performance Point），当该交点在目标性能范围内，则表示该结构设计满足了目标性能要求。
图1 能力谱曲线与需求谱曲线
2.工程实例
2.1 模型的概况
本工程为办公楼，框架–核心筒结构，共38层，总高度为158m,平面尺寸为48mX48m,首层有夹层而计算层高取为10m,二层、三层层高分别为5.5m、6m,其它各层分别为4m。外框梁截面1000mm×800mm,外框与核心筒连接主梁截面主要为800mm×600mm、600mm×600mm，核心筒内井字梁截面尺寸为200mm×600mm。核心筒内楼板厚150mm，核心筒外楼板厚100mm。
设防烈度为7度，地震分组为第一组，抗震等级为一级。
标准层的平面布置图如下：
图2标准层平面布置图
2.2 结构抗震性能目标
此结构属于竖向规则、仅楼板局部不连续一项平面不规则的B级高度的高层建筑，因此选用C级抗震性能目标。
表1 結构抗震性能目标
地震水准
构件类型 小震 中震 大震
1 3 4
关键
构件 底部加强部位核心筒
及相应楼层框架柱 保持弹性 偏心受压不屈服
受剪保持弹性 偏心受压不屈服
受剪不屈服
普通
竖向
构件 一般框架柱
非底部加强部位核心筒 角部
角部以外 保持弹性 偏心受压不屈服
受剪保持弹性 部分屈服
不发生脆性受剪破坏
耗能
构件 连梁 保持弹性 部分屈服 大部分屈服
框架梁 保持弹性 受弯不屈服
受剪不屈服 部分受弯屈服
受剪不屈服
计算手段 弹性 弹性 弹性 弹塑性
2.3 分析结果
图
图3-1X向推覆曲线 图3-2 Y向推覆曲线
从图中可以看出，需求谱曲线和能力谱曲线相交有性能点，从能力谱曲线可以看出，结构性能点离大震倒塌仍有一段距离，主体结构仍处于强度上升阶段。X向的最大层间位移角为1/218，Y向的最大层间位移角为1/172，均小于规范限值1/100。
3.结论
通过对本结构在大震作用下Pushover分析得出如下结论：
（1）在罕遇地震作用下结构性能点的存在，说明了该结构的设计是合理的。
(2)在罕遇地震作用下层间位移角均未超过抗震规范所要求的1/100的限制，说明了结构具有明显的屈服平台和足够的抗震能力。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。