框架结构侧向荷载作用方式与目标位移研究

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近年来强烈地震所造成的损失让人们认识到现行抗震设计思想在抗震设计理念和适应社会需求等方面都存在一定的不足。因此,基于性能的抗震设计成为了抗震设计的主要发展方向。Push-over是目前广泛应用于评估结构抗震性能的一种静力弹塑性分析方法。本文采用了不同侧向荷载分布方式,对不同高度的框架结构进行了Push-over分析,并对框架结构目标位移的求取提出一种新的等效单自由度方法。 首先本文系统地阐述了Push-over方法的应用背景、基本原理、发展历程和优缺点,并以此为基础,对影响Push-over方法的准确性最为关键的其中一个因素——侧向荷载的分布形式进行了较为深入的研究。 其次利用ETABS程序分别对五层、九层和十二层规则框架施加不同的侧向分布荷载进行模拟分析,研究了加载模式、层数、振型等因素对框架结构的抗震性能、层间位移、屈服机制等的影响。 接着针对Push-over分析方法的特点,对等效单自由度提出了一种新的等效方法。本方法的主要假设是施加于框架结构上的侧向分布荷载是动力荷载,因此可用等效侧向荷载代替了动力平衡方程中的地震作用,从而可直接利用基底剪力一顶点位移曲线,避免了一般等效方法中的转换过程;同时利用强度折减系数对弹性加速度反应谱进行折减,根据等效周期求出相应目标位移,避免了复杂的迭代过程。最后用该方法对一框架进行了分析计算。结果表明,该方法简单实用,对结构计算分析有一定的参考价值。
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