宁夏大剧院静力弹塑性分析研究

浙江建筑,第27卷,第11期,2010年11月Zhejiang Constructi o n ,V o.l 27,No .11,Nov .2010

收稿日期:2010-05-10

作者简介:朱善东(1980)),男,温州苍南人,工程师,从事建筑结构分析设计工作。

宁夏大剧院静力弹塑性分析研究

E l astic -plastic St udy on t he Static Perform ance

of t he N i ngxia Grand Theater

朱善东1

,刘海涛1

,刘深华1

,杨 林

2

ZH U Shan-dong,LI U H ai -tao,LI U Shen -hua,Y ANG L i n

(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M i das 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0、/两阶段设计0。

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规范中,结构抗震设计是以承载力为基础的设计。用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移;用组合的内力验算构件截面,使结构具有一定的承载力;位移限值主要是使用阶段的要求,也是为了保护非结构构件;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塌,但设计人员并不掌握结构在大震中的实际性能。为了了解结构的弹塑性性能,就必须进行弹塑性分析。

静力弹塑性分析最早是1975年由Free m an 等人为美国海军抗震工程项目做简化评估时提出的,是一种基于性能结构抗震分析方法。此后许多学者对其作了大量的研究和改进

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。静力弹塑性分析

(Push-over)方法:是沿高度为某种规定分布形式的侧向力,静态、单调作用在结构计算模型中,逐步增加侧向力,直到结构产生的位移超过允许值或认为结构破坏接近倒塌为止,最后评估结构整体的抗震性能的一种抗震设计分析方法。

Push -over 方法的基本假定:(1)实际结构的响

应与一等效的单自由度体系相关,也就是说,结构的响应仅由结构的第一振型为控制振型;(2)结构沿高度的变形由形状向量表示,在整个反应中,不论结

构的变形大小,形状向量保持不变。

1 工程概况

宁夏大剧院设计使用年限为100年,该建筑基础为桩基础,主体部分为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,上部屋顶部分为空间钢结构。跨度超过25m 梁均采用预应力梁结构。该建筑外部造型丰富,内部空间布置限制严格,大洞口较多,在平面和竖向均为不规则结构。

该地区抗震烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2625g ,100年重现期风荷载达到0.75kN /m 2

,自然条件对结构受力较为不利。鉴于对该建筑的重要性、结构体系的复杂性以及该地区不利的自然条件,为保证结构安全,更深入地了解该结构的破坏机理,有针对性地加强薄弱环节,对该结构进行静力弹塑性分析。宁夏大剧院一层平面结构图和南立面图见图1、图2。

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