宁夏大剧院静力弹塑性分析研究.pdf

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1、浙江建筑，第27卷，第11期，2010年11月ZhejiangConstruction，Vo1．27，No．11，Nov．2010宁夏大剧院静力弹塑性分析研究Elastic--plasticStudyontheStaticPerformanceoftheNingxiaGrandTheater朱善东，刘海涛。，刘深华，杨林ZHUShah—dong，LIUHai—tao，LIUShen—hua，YANGLin(1．杭州中联程泰宁建筑设计研究院有限公司，浙江杭州310014；2．中国联合工程公司，浙江杭

2、州310022)摘要：静力弹塑性分析是一种基于性能结构抗震分析方法，已经逐步用于复杂工程在罕遇地震作用下的结构弹塑性性能分析。利用Midas软件对宁夏大剧院进行静力弹塑性分析，并对4种工况下结构的静力弹塑性结果进行了分析研究。对分析得到的薄弱环节和薄弱部位进行针对性的加强，进而满足抗震规范规定的“三水准”、“两阶段设计”。关键词：静力弹塑性；塑性铰；性能控制点；结构性能中图分类号：TU311文献标识码：A文章编号：1008—3707(2010)11—0028—04目前，世界上大多数国家所采用的抗震

3、规范中，应与一等效的单自由度体系相关，也就是说，结构的结构抗震设计是以承载力为基础的设计。用线弹性响应仅由结构的第一振型为控制振型；(2)结构沿方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的高度的变形由形状向量表示，在整个反应中，不论结内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移构的变形大小，形状向量保持不变。限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构l工程概况构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。虽然构造措施是为了使结构在大震中免遭倒宁夏大剧院设计使用年限为100年，该建筑基塌，但

4、设计人员并不掌握结构在大震中的实际性能。础为桩基础，主体部分为钢筋混凝土框架一剪力墙结为了了解结构的弹塑性性能，就必须进行弹塑性构，上部屋顶部分为空间钢结构。跨度超过25m梁分析。均采用预应力梁结构。该建筑外部造型丰富，内部静力弹塑性分析最早是1975年由Freeman等空间布置限制严格，大洞口较多，在平面和竖向均为人为美国海军抗震_T程项目做简化评估时提出的，不规则结构。是一种基于性能结构抗震分析方法。此后许多学者该地区抗震烈度为8度，设计基本地震加速度对其作了大量的研究和改进。静力弹塑性分析为

5、0．2625g，100年重现期风荷载达到0．75kN／m，自然条件对结构受力较为不利。鉴于对该建筑的重(Push．over)方法：是沿高度为某种规定分布形式的要性、结构体系的复杂性以及该地区不利的自然条侧向力，静态、单调作用在结构计算模型中，逐步增件，为保证结构安全，更深入地了解该结构的破坏机加侧向力，直到结构产生的位移超过允许值或认为理，有针对性地加强薄弱环节，对该结构进行静力弹结构破坏接近倒塌为止，最后评估结构整体的抗震塑性分析。宁夏大剧院一层平面结构闺和南立面图性能的一种抗震设计分析方法。见

6、图1、图2。Push—over方法的基本假定：(1)实际结构的响收稿日期：2010—05—10作者简介：朱善东(198O一)，男，温州苍南人，工程师，从事建筑结构分析设计工作。第11期朱善东等：宁夏大院静力弹塑性分析研究29地震影响系数的最大值。(3)加载模式选用加速度常量型加载模式。有限元软件Midas中加载模式有三种：模态、静力荷载工况和加速度常量型。由于主体结构采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构，其上部屋顶部分为钢结构，大跨度楼面采用有粘结预应力梁结构。这几种结构刚度相差很大，使采用模态形式的侧

7、向力加载模式结构计算误差较大。而静力荷载工况的侧向力是使用已定义的静力荷载工况作为荷载模式，主观性比较大；与实际地震作用的随机性有很大差别。因此，宁夏大剧院静力弹塑性分析采用加速度常量型加载模式。(4)定义反映材料的非线性效应的塑性铰。模拟梁的塑性铰为弯矩铰，模拟柱的塑性铰为轴力弯图1宁夏大剧院一层平面结构图矩铰，模拟墙的塑性铰为轴力弯矩铰和剪力铰。(5)分配塑性铰。(6)运行push—over分析。(7)查看分析结果，评估结构弹塑性性能。由于平面及竖向布置不对称，从而导致结构在不同方向的抗震性能

8、不同，本文选用+x，一x，+Y，一Y四种工况分别对宁夏大剧院进行了静力弹塑性推覆分析。图2宁夏大剧院南立面图3结构性能评价3．1性能控制点2静力弹塑性分析为了更清晰表达最大位移出现的具体位置，现本文采用大型通用有限元软件Midas进行静力将结构环形的圆心定义为坐标原点，坐标单位为m。弹塑性分析。进行静力弹塑性分析的前提条件有两在+x工况下，最大位移出现在坐标为(39，0)的型个：(1)准确建立宁夏大剧院力学模型并对模型进钢混凝土柱柱顶；在一x工况下，最大位移出现在坐行内力分析；(2