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Pushover分析中荷載分布方式的實(shí)現(xiàn)
創(chuàng)建者:劉慧璇,編輯者:劉慧璇,最近更新:2021/11/12 13:55:09

問題描述:

       采用Pushover分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震性能評估時(shí),有很多種荷載分布方法,包括均勻分布、倒三角分布、拋物線(曲線)分布等,這些荷載分布方式如何在程序中實(shí)現(xiàn)呢?

解答:

       Pushover分析采用非線性靜力分析,僅需在施加荷載中考慮所采用的側(cè)向荷載方式。如圖1所示。


圖1

       程序中可以施加任意荷載模式組合(Load pattern)、加速度荷載(Acceleration)和模態(tài)荷載(Mode)。模態(tài)荷載作用在各節(jié)點(diǎn)上,與特定模態(tài)形狀、圓頻率平方、節(jié)點(diǎn)質(zhì)量的乘積成正比,作用在振型位移方向。加速度荷載則與節(jié)點(diǎn)質(zhì)量成正比,作用在指定方向。現(xiàn)對幾種常用的荷載分布類型進(jìn)行介紹:

       (1)均布分布荷載

       均勻分布荷載是沿著結(jié)構(gòu)豎向均勻分布的水平荷載。定義user loads地震荷載,在各層隔板施加相同的側(cè)向力即可實(shí)現(xiàn)(模型中需要提前指定隔板),如圖2所示。

2

       此時(shí)Pushover工況中施加的荷載類型選擇Load Pattern,并選擇對應(yīng)的荷載名稱。程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)置的目標(biāo)位移自動(dòng)調(diào)整荷載比例系數(shù)(如圖1所示)。

       (2)倒三角荷載

       倒三角荷載可采用上述荷載的施加思路,在各層隔板施加底部為零(注意并非首層為零)、頂層為最大值、中間線性分布的倒三角荷載。Pushover工況中施加的荷載類型選擇Load Pattern,并選擇對應(yīng)的荷載名稱。程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)置的目標(biāo)位移自動(dòng)調(diào)整荷載比例系數(shù)(如圖1所示)。

       (3)拋物線荷載

       拋物線荷載可采用(1)的施加思路,按下列公式計(jì)算出荷載P的數(shù)值,采用user loads地震荷載。


式中V為基底剪力,W為某層樓層重量,n為結(jié)構(gòu)樓層總數(shù),h為該層離基底的高度,T為結(jié)構(gòu)自振周期,k為建筑高度系數(shù)。
       用戶也可以采用user coefficient地震荷載,程序?qū)聪率阶詣?dòng)施加拋物線荷載:


式中k為建筑高度系數(shù),對于中國規(guī)范,基底剪力系數(shù)C可按0.85α計(jì)算,α為地震影響系數(shù)。



       可以看見,user coefficient地震荷載與手算結(jié)果一致。


參考文獻(xiàn):

[1] 侯愛波,Pushover分析方法中各種不同的側(cè)向荷載分布方式的影響[J]. 世界地震工程, 2007, 23(3), 120-128


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