某高层剪力墙结构的静力弹塑性分析.pdf

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1、低澜建筑技术2010年第11期(总第149期)某高层剪力墙结构的静力弹塑性分析黄云勇，费金祖，程柯。(1．浙江省建筑科学设计研究院有限公司。杭州310012；2．华森建筑与T程设计顾问有限公司杭州分公司．杭州310012)【摘要】应用MIDASBUILDING结构软件对一一个高层剪力墙结构进行了静力弹塑性分析。结果表明，该方法可从层阐位移角、塑性铰分布及变形等方面对结卡句进行综合的量化评价，并能揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节，是实现基于性能设计的有效方法【关键词】高层剪力墙结构；静力弹塑性分析；塑

2、性铰【中围分类号】TU398．2【文献标识码lB【文章编号】1001—6864(2010)11—0056—02随着建筑结构的体形日趋多样化、复杂化，必然造成结响系数曲线，得到塔楼在罕遇地震条件下的需求谱。抗震构的平面或竖向不规则。完全采用弹性理论进行结构分析规范提供的加速度谱为弹性谱，需利用等效阻尼折减为适汁算和设计已经难以反映结构的实际受力情况，弹塑性分用于大震作用下的弹塑性需求谱。MIDASBUILDING根据析方法逐渐显得越来越重要，考虑结构非线性特性来分析ATC一40中的能量等效方法计算等效阻尼

3、比。和检验结构的抗震性能已成为⋯·1、明显的趋势。结构静力2结果分析弹塑性分析疗法(简称Pushover方法)是现阶段基于性能的图1、图2为塔楼沿轴、)，轴方向的能力谱方法分析结结构抗震性能评估方法．我国《建筑抗震设计规范》已明果。其中4条红线对应阻尼比为5％、10％、15％和加％的确提出需要采用该方法进行抗震验算。罕遇地震弹性需求谱，绿线代表进行了折减后的真实弹塑MIDASBUll。DING是MIDAS公司2009年推出，应高层性需求谱。蓝线为Pushover计算得到的结构能力谱。弹塑结构设计需求打造

4、的⋯款软件。文小应用MIDASBUILD—性需求谱与能力谱相交得到罕遇地震作用下的性能控制ING对一个45层的剪力墙结构进行了Pushover分析，研究点。结构在罕遇地震作用下，方向、Y方向的顶点位移分别不规则高层结构的地震反应特点，找出薄弱环节并予以加为0．2915m和0．1663m，分别：勾建筑物高度的1／439和1／强，保证整体结构实现基于性能的抗震设计。769。结构两个方向的等效阻尼比分别为18．1％和7．9％。1计算模型方向的最大层间位移角出现在出屋面机房层，为1／318；Y某住宅楼为剪力墙结

5、构，共45层，总高度128m，标准层向最大层问位移角出现在出屋面机房层，为1／360。以上数屡高为2．9m。按6度区(0．05g)，设计地震分组第一组进行据表明两个方向的分析所得最大弹塑性层问位移角均小于抗震设防，工程场地类别为Ⅲ类，场地特征周期为0．45s。规范规定的1／120的弹塑性层问位移角限值。结构整体设本次计算采用我国《建筑抗震设计规范》定义的地震影计能做到大震不倒。能力谱一需求谱能力谱一需求谱O．O6O．O70．O50．06O．O5目0．04(，)0．04熬O．03o．030．020．02O

6、．01O．O1OO0O．4O．81．21．622．4谱位移Sd谱位移sd图1向罕遇地震下能力谱方法分析结果图2向罕遇地震下能力谱方法分析结果在Pushover计算巾，将水平地震影响系数最大值分别值(1／120)。向7度大震步骤已经超过极限状态，由11—取为6度小震(0．0-4)、【j1震(0．12)、大震(0．24)和7度大震25step各步骤的楼层一层间位移角曲线可知，结构只是在出(0．5)tj，寻找性能点。X向取到性能点的步骤分别为6度屋面小塔楼发生位移角突变，其他楼层均未达到1／120的限小震(1

7、step)、中震(3step)、大震(6slep)、极限状态(1lstep)、值。观察墙肢的破坏可知，小塔楼并未出现严重塑性损伤，7度大震(25step)。Y向取到性能点的步骤分别为6度小震因此可以判断该位移角大部分由整体弯曲引起。而Y向7(1step)、中震(3step)、大震(5step)、极限状态(26step)、7度度大震出现在第9step，远小于极限状态步骤(26step)，故满大震(9step)。极限状态对应层问位移角达到剪力墙结构限足7度大震抗震要求。经试算，Y向7度半(0．15g)大震(

8、黄云勇等：菜扁层力墒结构的静力弹塑性分析57=0．72)时，结构性能点出现在32step，顶部小塔楼层问位移义?昆凝上材料所处的受力状态应变级别。第1等级可认为角超过限值。由此可见，结构Y向抗震性能优于向抗震性是弹性状态，第4等级可认为是开裂状态，第3等级可定义能。为屈服状态，第4等级可认为是屈服后状态，第5等级可认下面以Y向地震力作用下为例，分析出铰顺序、铰分布为是极限状态由图4可知，罕遇地震性能点时，混凝土受和结构损伤。图3为Y向罕遇地