动力时程分析和静力弹塑性分析方法的相同于不同点

建筑物地震设计的规范要求与结构分析地震是一种自然灾害，对建筑物的破坏具有巨大的威力。

为了保证建筑物的安全性，地震设计成为建筑工程中的重要环节。

本文将就建筑物地震设计的规范要求和结构分析进行详细探讨。

地震设计的规范要求一、地震烈度区划地震烈度区划是指根据地壳震动区的地震烈度分布特点，将一个地区划分成相应的地震烈度区域。

在地震设计中，需要根据地震烈度区划确定设计地震动参数，明确地震设计的力量等级。

二、抗震设防烈度抗震设防烈度是指设计地震力所对应的烈度，用于确定建筑物抗震设计的目标。

三、地震分组地震分组是指将同一地震烈度区划内的地震活动历史和空间分布具有一致特征的地震划分为若干组，每组包含相似或相关的地壳震动参数、强震动区的分布特点以及地震动时间的分布。

四、地震动参数地震动参数是指描述地震动力过程的物理量，包括峰值加速度、周期、速度指标等。

根据地震烈度区划和地震分组，可以确定合适的地震动参数。

五、结构抗震性能目标结构抗震性能目标包括建筑物所承受的地震作用不导致全体或局部崩溃，不导致无法修复的损坏，并确保人员安全疏散和无危险逃生。

结构分析地震动力分析是建筑物地震设计的核心内容之一，主要包括静力弹塑性分析和动力时程分析。

一、静力弹塑性分析静力弹塑性分析方法适用于设计地震动力作用较小的建筑物，其主要步骤包括选择适当的设计地震力及其分布、结构的抗震性能目标、结构抗力设计模型等。

通过分析结构的受力性能变形、剪力、弯矩等参数，评估结构的抗震能力。

二、动力时程分析动力时程分析方法适用于地震动力作用较大或者建筑物结构特殊的情况。

该方法通过计算结构在某个地震作用下的动力响应，包括加速度、速度、位移等参数，进一步了解结构的抗震性能。

结构抗震设计的过程中，还需要考虑结构材料的性能、结构形式的选择和构造的合理性等因素。

建筑物地震设计涉及多个学科的知识，包括结构工程学、地震学、土木工程等。

合理的设计可以提高建筑物的抗震能力，确保人员的生命安全。

框架结构抗震设计—静力弹塑性分析法摘要：静力弹塑性分析法（Push-Over）是一种基于性能的抗震设计方法，已被越来越多的人认可和使用，本文重新梳理了Push-Over方法的水平加载原理及方法，明确了能力谱和需求谱及性能点三者的关系和意义。

利用框架结构的Push-Over曲线，介绍结构的性能点，并对结构的抗震能力进行验证，判断其抗震性能。

关键词：静力弹塑性分析（Push-Over分析）；框架结构；能力谱；需求谱；性能点1引言近年来，地震一次又一次袭击我们的家园近，2008年发生在四川汶川的8.0级大地震，死亡人数69227人，直接经济损失8451亿；2015年发生在尼泊尔的8.1级大地震，死亡人数8219人，直接经济损失348.84亿。

这一组组触目惊心的数据，都无时无刻不在警告我们工程人员，良好的抗震减震设计和优异的施工质量是当前中国乃至全世界都应该做到的，这样可以保证我们的房屋、桥梁及隧道做到大震不倒、中震可修、小震不坏。

如何提高建筑物的抗震能力、是否有更先进的抗震设防理念，是摆在科研工作者面前最急迫也是最艰难的问题。

抗震设计分析大致经历了一下几个阶段，静力理论阶段、反应谱理论阶段、动力理论阶段及基于性能的抗震设计理论阶段。

基于性能的抗震设计理论中最主要的两种设计方法是：一、弹塑性时程分析法；二、静力弹塑性分析理论（Push - Over法）。

静力弹塑性分析理论作为一种简单而有效的抗震设计理论已越来越被广大科研人员和设计人员所接受。

广大科研人员已经将其应用于房屋建筑、桥梁及其他结构的抗震设计中。

钢筋混凝土框架结构、层间隔震结构、钢结构及钢管混凝土结构的静力弹塑性分析均进行了大量的理论研究和实际应用]。

本文应用Push - Over方法对某钢筋混凝土框架结构厂房进行抗震性能分析。

2 静力弹塑性分析方法静力弹塑性分析（Push - Over）是在结构上施加竖向静载和活荷载并保持不变，同时施加沿高度分布的某种水平荷载或位移作用，随着水平作用的不断增加，结构构件逐渐进入塑性状态，结构的梁、柱和剪力墙等构件出现塑性铰，最终达到结构侧向破坏。

时程分析的应用来庆杰【摘要】时程分析法是模拟实际地震作用的方法，是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。

时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。

弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法，是结构设计的一种辅助计算方法；弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法，是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。

通过时程分析，可以了解各种地震作用下结构的振动特性，判断结构薄弱部位，控制结构破坏模式。

在工程设计中时程分析有实际意义，结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。

【期刊名称】《建筑设计管理》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P60-63)【关键词】弹性动力时程分析法;弹塑性动力时程分析法;最大位移;底部剪力【作者】来庆杰【作者单位】山西太钢工程技术有限公司，太原 030000【正文语种】中文【中图分类】TU312.+10 引言地震作用的计算方法有底部剪力法、振型分解反应谱法、简化的弹塑性分析方法和时程分析法。

规范以振型分解反应谱法为计算地震作用的基本方法，时程分析法是补充计算方法，适用于特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑以及有性能化设计要求的建筑结构的地震作用计算分析。

时程分析法是模拟实际地震作用的方法，是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。

时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。

弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法，是结构设计的一种辅助计算方法；弹塑性动力时程分析法考虑了结构的弹塑性性能的计算方法，是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。

1 弹性动力时程分析法1.1 应用范围和解决的问题根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第5.1.2条，对于特别不规则的建筑、甲类建筑和超过一定范围(8度I、II类场地和7度高度大于100 m；8度III、IV类场地高度大于80 m；9度大于60 m)的高层建筑，要求在多遇地震下，采用时程分析法进行补充计算。

罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析方法简介发布时间：2021-09-08T00:53:25.212Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：宋徽[导读] 摘要：本文介绍罕遇地震（大震）作用下针对超限结构采取动力弹塑性分析的方法，主要包含显式求解方式，计算程序的选择，钢筋和混凝土损伤的材料本构、计算单元的确定以及结构大震性能的评估方法。

安徽省人防建筑设计研究院摘要：本文介绍罕遇地震（大震）作用下针对超限结构采取动力弹塑性分析的方法，主要包含显式求解方式，计算程序的选择，钢筋和混凝土损伤的材料本构、计算单元的确定以及结构大震性能的评估方法。

关键词：罕遇地震；动力弹塑性；结构性能评估1.弹塑性分析方法简介目前工程中常见的有静力弹塑性分析和动力弹塑性分析两种。

静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS，以下简称POA）方法也称为推覆法，它基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。

动力弹塑性分析方法是将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动时的加速度，然后求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，求解方程组的算法一般可以分为显式和隐式两类。

由于材料的失效和破坏常常导致隐式分析中出现严重的收敛困难，我们在分析中采用显式方法求解线性方程组。

根据已有的研究成果，对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2秒以内的结构，POA方法较为理想。

当较高振型为主要时，如高层建筑和具有局部薄弱部位的建筑，采用显式动力弹塑性分析方法较为适合[1]。

2.计算程序的选择目前能够进行动力弹塑性时程分析的大型商业通用有限元软件包括：ANSYS、ADINA、ABAQUS等[2]，这些软件功能强大，通用性好。

相对于其它软件，ABAQUS提供了丰富的单元类型和材料模型，如弥散钢筋单元和各种混凝土破坏模型等，而且具有强大的非线性求解能力，适合对复杂建筑结构进行动力弹塑性分析。

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试第1章绪论1.震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小地一种度量,只跟地震释放能量地多少有关,而烈度则表示某一区域地地表和建筑物受一次地震影响地平均强烈地程度.烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度. 距离震中地远近以及地震波通过地介质条件等多种因素有关.一次地震只有一个震级,但不同地地点有不同地烈度.2.如何考虑不同类型建筑地抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）.乙类（重点设防类）.丙类（标准设防类）.丁类（适度设防类）.1 ）标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度地预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全地严重破坏地抗震设防目标.2）重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度地要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施；地基基础地抗震措施,应符合有关规定.同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3 ）特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度地要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施.同时,应按批准地地震安全性评价地结果且高于本地区抗震设防烈度地要求确定其地震作用.4）适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度地要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低.一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3.怎样理解小震.中震与大震？小震就是发生机会较多地地震,50年年限,被超越概率为63.2%；中震,10%；大震是罕遇地地震,2%.4.概念设计.抗震计算.构造措施三者之间地关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计.抗震计算.构造措施.概念设计在总体上把握抗震设计地基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性. 加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果地有效性.他们是一个不可割裂地整体.5.试讨论结构延性与结构抗震地内在联系.延性设计：通过适当控制结构物地刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大地延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒” .延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件地延性,提高抗震性能.第2章场地与地基1.场地土地固有周期和地震动地卓越周期有何区别和联系？由于地震动地周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近地周期成分被较大地放大,因此场地固有周期T也将是地面运动地主要周期,称之为地震动地卓越周期.2.为什么地基地抗震承载力大于静承载力？地震作用下只考虑地基土地弹性变形而不考虑永久变形.地震作用仅是附加于原有静荷载上地一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其结果是地震作用下地地基变形要比相同静荷载下地地基变形小得多.因此,从地基变形地角度来说,地震作用下地基土地承载力要比静荷载下地静承载力大.另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素.3.影响土层液化地主要因素是什么？⑴土地类型.级配和密实程度⑵土地初始应力状态（地震作用时,土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化地必要条件）⑶震动地特性（地震地强度和持续时间）⑷先期振动历史或者：土层地质年代；土地颗粒组成及密实程度；埋置深度.地下水；地震烈度和持续时间.第3章结构地震反应分析与抗震计算1.结构抗震设计计算有几种方法？各种方法在什么情况下采用？底部剪力法.振型分解反应谱法.时程分析法.静力弹塑性法⑴高度不超过40m .以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀地结构,以及近似于单质点体系地结构,可采用底部剪力法等简化方法.⑵除⑴外地建筑结构,宜采用振型分解反应谱法.⑶特别不规则地建筑.甲类建筑和表3—10所列高度范围地高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下地补充计算,可取多条时程曲线计算结果地平均值与振型分解反应谱法计算结果地较大值.2.什么是地震作用？什么是地震反应？地震作用：结构所受最大地地震惯性力；地震反应：由地震动引起地结构内力.变形.位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应.是地震动通过结构惯性引起地.3.什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？地震反应谱：为便于求地震作用,将单自由度体系地地震最大绝对加速度.速度和位移与其自振周期T地关系定义为地震反应谱.设计反应谱：地震反应谱是根据已发生地地震地面运动记录计算得到地,而工程结构抗震设计需考虑地是将来发生地地震对结构造成地影响.工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录地反应谱,考虑到地震地随机性.复杂性,确定一条供设计之用地反应谱,称之为设计反应谱.设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同地,实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程地频谱特性,而抗震设计反应谱是从工程设计地角度,在总体上把握具有某一类特征地地震动特性.地震反应谱为设计反应谱提供设计依据.4.计算地震作用时结构地质量或重力荷载应怎样取？质量：连续化描述（分布质量） .集中化描述（集中质量）；进行结构抗震设计时,所考虑地重力荷载,称为重力荷载代表值.结构地重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种.活载地变异性较大,我国荷载规范规定地活载标准值是按50 年最大活载地平均值加0.5〜1.5倍地均方差确定地，地震发生时，活载不一定达到标准值地水平,一般小于标准值,因此计算重力荷载代表值时可对活载折减.抗震规范规定：G E = D k+EV i L ki -5 .什么是地震系数和地震影响系数？它们有什么关系?• •口 X ..…S“(T )F = mg -g max ―a, --g xg 1 一 g max 是确定地震烈度地一个定量指标. P (T ) —动力系数.a (T ) = k P (T ) a 为地震影响系数,是多次地震作用下不同周期T,相同阻尼比Z 地理 想简化地单质点体系地结构加速度反应与重力加速度之比.6 .为什么软场地地错误！未找到引用源。

高层建筑结构抗震弹塑性分析方法及抗震性能评估的研究一、本文概述本文旨在探讨高层建筑结构在地震作用下的弹塑性分析方法及其抗震性能评估。

地震是自然界中常见的灾害性事件，对人类社会和建筑结构产生深远影响。

高层建筑由于其特殊的结构特点和高度，使其在地震中更容易受到破坏。

因此，研究高层建筑结构的抗震性能，特别是在弹塑性阶段的分析和评估，对于提高建筑结构的抗震能力，减少地震灾害损失具有重要意义。

本文将首先介绍高层建筑结构抗震弹塑性分析的基本理论和方法，包括弹塑性力学基础、结构分析模型、地震动输入等。

在此基础上，探讨高层建筑结构在地震作用下的弹塑性响应特点，包括结构变形、内力分布、能量耗散等。

然后，本文将重点介绍高层建筑结构抗震性能评估的方法和技术，包括静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、易损性分析等。

这些方法和技术可以用于评估高层建筑结构在地震中的安全性能和抗震能力。

本文还将对高层建筑结构抗震弹塑性分析方法和抗震性能评估的应用进行案例研究。

通过实际工程案例的分析，探讨不同分析方法和技术在实际工程中的应用效果，为高层建筑结构的抗震设计和评估提供参考和借鉴。

本文将对高层建筑结构抗震弹塑性分析方法和抗震性能评估的未来发展趋势进行展望，提出相关的研究建议和展望。

通过本文的研究，可以为高层建筑结构的抗震设计和评估提供更为科学、合理的方法和技术支持，有助于提高高层建筑结构的抗震能力，减少地震灾害损失。

二、高层建筑结构抗震弹塑性分析方法的研究高层建筑结构的抗震弹塑性分析是评估建筑在地震作用下的响应和性能的重要手段。

随着建筑高度的增加，结构的柔性和非线性特性愈发显著，因此，采用弹塑性分析方法可以更准确地模拟结构在地震中的实际行为。

材料本构关系的研究：高层建筑的抗震性能与其组成材料的力学特性密切相关。

研究材料在循环加载下的应力-应变关系、滞回特性以及损伤演化规律，是弹塑性分析的基础。

通过试验和数值模拟，可以建立更精确的材料本构模型，为结构分析提供数据支持。

第20卷第4期 工 程 力 学 Vol.20 No. 4 2003年 8 月ENGINEERING MECHANICSAug. 2003———————————————收稿日期：2002-04-20；修改日期：2002-06-12基金项目：湖南省自然科学基金重点项目(JJY97284)、国家计委科研项目资助 作者简介：尹华伟(1972)，男，湖南洞口人，博士，从事高层结构分析研究；汪梦甫(1965)，男，湖北通城人，教授，博士，从事高层结构抗震理论分析及其应用研究； 周锡元(1938)，男，江苏无锡人，中国科学院院士，从事地震工程研究文章编号：1000-4750(2003)04-0045-05结构静力弹塑性分析方法的研究和改进尹华伟1，汪梦甫1，周锡元2(1. 湖南大学土木工程学院，长沙 410082；2. 中国建筑设计研究院，北京 100013)摘 要：在对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了有益的探讨之后，指出了该方法存在的一些局限，考虑了结构第二、第三两阶振型对结构地震反应的影响，并在把MDOF 体系转换为SDOF 体系和进行等效SDOF 体系的动力时程分析时，将结构视为两个不同的结构。

数值结果表明：采用本文的改进方法以后，计算精度明显提高。

关键词：静力弹塑性分析；位移形状向量；目标位移；MDOF 体系；SDOF 体系 中图分类号：TU311, TU375.3 文献标识码：ASTUDIES AND IMPROVEMENTS ON STRUCTURAL STATIC PUSHOVERANALYSIS METHODYIN Hua-wei 1 , WANG Meng-fu 1 , ZHOU Xi-yuan 2(1. Hunan University, Changsha 410082, China; 2. China Academy of Building Research, Beijing 100013, China)Abstract: In this paper, some limitations of structural static pushover analysis method are indicated after investigations on its physical meaning. The effects of second and third modes on the structural seismic response are considered. And the structure is treated as two different structures when transforming a MDOF system into equivalent SDOF system and processing SDOF system’s time history analysis. Numerical example demonstrates that the result accuracy of the present approach has been improved significantly.Key words: static pushover analysis; displacement shape vector; target displacement; MDOF system; SDOFsystem1 前言近年来，在国内外广泛兴起的一种地震反应静力弹塑性分析方法[1.2.3]，又称之为Push-over 分析方法，该方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法和振型分解反应谱法等的不足，克服了动力时程分析方法的困难。