問題描述:
采用Pushover分析進行結(jié)構(gòu)抗震性能評估時,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)點上,與特定模態(tài)形狀、圓頻率平方、節(jié)點質(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)點質(zhì)量成正比,作用在指定方向?,F(xiàn)對幾種常用的荷載分布類型進行介紹:
(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)向力即可實現(xiàn)(模型中需要提前指定隔板),如圖2所示。
圖2
此時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)聪率阶詣邮┘訏佄锞€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:
[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