基于大跨度拱形立体桁架结构的推倒分析

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1、天津大学硕士学位论文大跨度拱形立体桁架结构的推倒分析姓名：郑宇淳申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：尹越20070601中文摘要随着基于性能的抗震理念的普及，推倒分析方法(Pushover)作为一种静力非线性计算方法已经逐渐在我国工程领域推广应用j该方法弥补了传统静力线性分析方法如振型分解反应谱法等的不足，又避免了动力时程分析方法的计算成本过高的问题，是实现基于性能的抗震设计的重要工具。推倒分析方法在高层结构的抗震设计中已经得到了普遍地认可，而在大跨度结构中的相关研究较少。由于大跨度结构往

2、往具有多阶有效振型，因此高阶振型的影响不可忽略，故仅考虑第一阶模态贡献的传统推倒分析方法就显得不够精确。模态推倒分析方法(ModelPushoverAnalysis，简称MPA)不仅保持了传统推倒分析方法在概念上的简单性和计算上的实用性，而且考虑了除基本振动模态外更高阶模态的贡献。本文以北戴河火车站站台雨棚大跨度拱形立体桁架结构为例，选取Eleentro波和天津波为地震输入，采用能力谱法、MPA方法及弹塑性时程分析方法对结构进行罕遇地震作用下的抗震性能分析。将三种方法所得到的结果，在目标位移和塑

3、性铰分布两个方面进行的全面比较，验证推倒分析方法对大跨度结构地震响应估计的适用性和精确程度。通过改变杆件材料本构关系，考虑了压杆屈曲性能对大跨度结构抗震性能的影响。研究表明，与弹塑性时程分析相比，能力谱法与MPA方法对于大跨度结构目标位移的预测具有一定精度，能够满足结构抗震设计的需要；能够较准确地确定结构薄弱部位，但对塑性铰分布的预测精度有待加强。考虑压杆屈曲，结构塑性铰增多，对结构在罕遇地震作用下的弹塑性位移影响却不大，但压杆屈曲可能引起罕遇地震作用下结构的失效，使结构所能承受的地震作用明显降

4、低。关键词：大跨度结构推倒分析能力谱法模态推倒分析弹塑性时程分析压杆屈曲基于性能ABSTRACTPushoverAnalysisiswidelyusedintheen百neeringpractice．Thiskindofnonlinearstaticprocedurenotonlyovercomestheshortagesoftraditionallinearanalysis，suchasresponsespectrummethod,butalsoavoidsproblemoftheexcess

5、ivecomputationpriceofTimeHistoryAnalysis．Itisallimportanttooltoimplementtheperformance-basedearthquake-resistantdesign．PushoverAnaysisiswidlyusedtoevaluatetheseismicresponseofhigh—risebuildings，buttheapplicationtOlong-spanstructuressubjectedliRlerese

6、arches．Thedynamicbehaviouroflong-spanstructuresisoftenaffectedbyseveraleffectivemodes，SOthecontributionsofthehi曲-ordermodescannotbeignored．BothtraditionalPushoverAnlaysis(CapacitySpectrumProcedure)andModelPushoverAnaysiswereemployedtoestimatetheseism

7、icresponseoflongspanstructure，andtheresultswerecomparedtoillustratetheeffectofhigh—ordermodes．Thelong—spantridimenfionalarchedsteeltrussinBeidaiheTrainStationistakenasacasestudyinthispaper．ThemethodsofCSP,MPAandTHAwereemployedtOevaluatetheperformance

8、ofthestructuresunderrareearthquakewithElcentroWaveandTianjinWaveasearthquakeinput．TheresultsofthedisplacementandplastichingesdistributionwerecomparedtoVeri黟thefeasiblilityofpushoveranalysis．Theeffectofmemberbucklingonstructureseismicbehaviourwasconsi