Pushover分析在粘弹性阻尼器框架结构消能减震设计中的应用.doc

architecture&art135135|135Pushover分析在粘弹性阻尼器框架结构消能减震设计中的应用文:王娅娣(西安建筑科技大学,咸阳市建筑设计研究院712000)摘要:本文阐述了Pushover分析方法抗震性能评估的特点,粘弹性阻尼器在框架结构消能减震中的应用,用大型有限元软件SAP2000实现框架结构的Pushover分析,针对分析结果说明框架结构破坏特性和加粘弹性阻尼器框架结构抗震性能进行评估,并作简要分析,最后就优化进行展望关键词:Pushover分析,粘弹性阻尼器,抗震性能评估1前言传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量,这是被动消极的抗震对策。由于人们尚不能准确地估计未来地震灾害作用的强度和特性,按传统抗震方法设计的结构不具备自我调节的能力。因此,结构很可能不满足安全性的要求,而产生严重破坏和倒塌,造成重大的经济损失和人员伤亡。合理有效的抗震途径是对结构施加控制装置(系统),由控制装置与结构共同承受地震作用,即共同储存和耗散地震能量,以减轻结构的地震反应。这种结构抗震途径称为结构减震控制。这是积极主动的控震对策,是抗震对策的重大突破和发展[1]。现代抗震设计理论从20世纪初开始建立,经历了一个世纪的发展,随着人们对地震特性和结构动力特性理解的不断深入,结构抗震设计理论从最初的静力阶段和反应谱阶段,发展到动力阶段及目前的基于性能的抗震设计理论阶段。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是:使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标;抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证。有利于针对不同设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施,有利于建筑结构的创新。基于性能的抗震设计理论是抗震设计理论的一次重大变革,是一种发展方向[2]。为了体现上述两点,本文就应用比较广泛的粘弹性阻尼器在框架结构消能减震设计中的应用,借助非线性静力弹塑性分析,即Pushover分析,阐述其在实际工程中的应用。2Pushover分析结构抗震工程的非线性分析一般采用非线性静力分析和非线性动力分析,Pushover分析属于前者,后者指动力弹塑性时程分析。这两种分析方法各具优势,相对于动力弹塑性时程分析,Pushover分析方法的主要优势在于:⑴采用了设计反应谱而不是一系列的地震时程记录;⑵静力分析模型比动力分析模型要简单的多;⑶计算分析时间要少得多。然而,Pushover分析是近似的,它试用了静力分析来代表动力荷载和往复变形,而且由于理论上的原因,对于高度较大和复杂的结构,Pushover分析的结果不太理想。但由于采用了清晰直观的设计原理和简单易行的操作方法,Pushover分析在工程实践中得到了较为广泛的应用。作为抗震性能分析的重要方法之一,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,用静力分析的方法来预测结构在地震作用下的动力反应和抗震性能,在基于性能的抗震设计中,得到了广泛的研究和应用。Pushover分析的优点在于:既能对结构在多遇地震下的弹性设计进行校核,也能够确定结构在罕遇地震下潜在的破坏机制,找到相应的薄弱环节,从而使设计者可以对局部薄弱环节进行修复和加强,使整体结