山地掉層框架結(jié)構(gòu)MPA法分析研究.pdf

1、山地掉層框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)目前已有較多研究，部分研究表明高階振型對(duì)于山地掉層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析影響重大，傳統(tǒng)的 Pushover方法受這種高階振型影響程度仍不明確，而能夠高階振型影響的MPA法成為一種選擇。為此本文以動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果為依據(jù)，研究順坡方向掉層結(jié)構(gòu)高階振型影響，并對(duì)比傳統(tǒng)Pushover法，進(jìn)一步研究MPA法在山地掉層框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中的精度問(wèn)題。
　　本文基于平地規(guī)則框架結(jié)構(gòu)抗震分析方法：振型分解反應(yīng)譜法、靜力彈塑性分

2、析方法和動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析方法，旨在研究高階振型在掉層框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中影響及MPA相對(duì)于傳統(tǒng)靜力推覆分析方法的差異性，進(jìn)而為即將頒布的行業(yè)規(guī)范《山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》提供一定的理論依據(jù)。主要的研究?jī)?nèi)容包括：①山地掉層框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型的引入；②驗(yàn)證山地掉層框架結(jié)構(gòu)高階振型顯著影響的存在；③兩種振型控制方法在山地掉層框架結(jié)構(gòu)中的控制效果對(duì)比分析；④以掉層層數(shù)、掉層的左右剛度比和掉層質(zhì)量比為變量，研究彈性分析中不同結(jié)構(gòu)布置的影響；⑤進(jìn)一步研究不同

3、結(jié)構(gòu)布置對(duì)彈塑性分析結(jié)果的影響，同時(shí)考慮了烈度的變化影響。⑥不同性能點(diǎn)求解方法的差異；⑦基于動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果，進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)布置和烈度下，MPA、改進(jìn)MPA（MMPA）和其他各類(lèi)分布力下的層間位移角和層剪力的差異對(duì)比。
　　通過(guò)本文的對(duì)比研究，得到以下結(jié)論：
　?、匐p葫蘆串模型能夠作為山地掉層框架結(jié)構(gòu)的等效分析模型。同時(shí)相對(duì)于規(guī)則框架結(jié)構(gòu)，山地掉層框架結(jié)構(gòu)更易受到高階振型的影響。
　?、趯?duì)于同一結(jié)構(gòu)，振型位移控制法

4、遠(yuǎn)大于振型質(zhì)量參與系數(shù)法所需的階數(shù)，后者得到的振型數(shù)和建議最少振型數(shù)量最為接近。對(duì)于某些條件下，可以適當(dāng)提高1-2個(gè)振型數(shù)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
　　③彈性分析階段，不同結(jié)構(gòu)布置對(duì)高階振型的影響具有顯著差異：掉層數(shù)的增加和掉層質(zhì)量比的增加將增強(qiáng)局部樓層高階振型影響，而左右剛度比的增加將引起局部位置高階振型影響降低。彈塑性分析階段，推覆分析的方向?qū)δ繕?biāo)位移影響較小。組合不同振型下的層剪力和位移的誤差差異較大。相對(duì)于位移，層剪力受高階振型影響

5、更為顯著。結(jié)構(gòu)布置和烈度對(duì)組合不同振型的誤差結(jié)果有較大影響，高階振型主要影響1-1和下接地層位置，而1-2和-1F則影響較小。
　　④對(duì)于性能點(diǎn)的確定，楊紅方法、修正目標(biāo)位移法和FEMA440線(xiàn)性化法預(yù)測(cè)效果較好，而能力譜方法僅在烈度較低時(shí)預(yù)測(cè)效果較好。
　?、莞鞣植剂υ谥胁繕菍拥念A(yù)測(cè)值均較為精確，伴隨樓層的上升，各分布力的誤差分布趨勢(shì)較為固定而離散性加大：MPA和MMPA的效果最佳，相對(duì)于前者M(jìn)MPA法的預(yù)測(cè)精度并未顯著提

6、高，其次分別為SRSS分布、指數(shù)分布、Mode1分布和倒三角分布，而均勻分布嚴(yán)重低估結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，誤差最大。1-1層和掉層部分的內(nèi)力和變形受結(jié)構(gòu)布置的變化最為敏感。綜上所述，對(duì)山地框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能評(píng)估時(shí)可采用MMPA或者M(jìn)PA法，局部掉層部位采用均勻分布進(jìn)行補(bǔ)充分析。
　?、薷鞣植剂?duì)薄弱層預(yù)測(cè)方面：結(jié)構(gòu)布置變化可能會(huì)導(dǎo)致薄弱層的轉(zhuǎn)移，均勻分布的預(yù)測(cè)效果最差，且最大層間位移角偏大，而MMPA組合、MPA組合、指數(shù)分布和SRSS