歐亞商都大廈的PUSHOVER分析

1 工程概況

歐亞大觀商都，位于濟南大觀區，地理位置優越。并劃分為5個抗震單元。本文主要介紹第一抗震單元，該工程地下三層，地面上結構22層。該工程為典型的框筒結構。框筒結構即是在框架結構中，設置部分剪力墻，使框架和剪力墻兩者結合起來，取長補短，共同抵抗水平荷載，這就是框架-剪力墻結構體系。整體建筑主要由幾大框筒承擔重量，單元內的墻體不起承重作用，真正的活性建筑，墻體可以隨意改變，甚至整層都可以隨意間隔。這是現在最先進的結構。

圖a 抗震單元的劃分示意圖

2 PUSHOVER分析法介紹

PUSHOVER分析法(靜力彈塑性分析)，是抗震性能分析的重要方法之一，是將非線性靜力計算結果與彈性反應譜緊密結合在一起，用靜力的方法來預測結構在地震作用下的動力反應和抗震性能。PUSHOVER分析法在基于性能的地震設計中，得到了廣泛的研究與應用，現在普遍使用的軟件如PKPM系列，MIDAS，SAP2000，ETABS都有靜力彈塑性分析的功能。用靜力彈塑性方法不僅可以簡化結構的抗震分析，還可以了解結構在側向荷載下的許多性能。由于建筑結構在地震作用下的變形值一般能夠很好的體現建筑結構的性能裝抗，因此建筑結構性能與結構的變形關系比其受力的關系更加密切。因此，目前基于性能抗震設計方法的研究可歸結為基于結構位移(或變形)抗震設計方法。

結構荷載—位移曲線

通過PUSHOVER分析進行結構抗震性能評估的基本思路如下:(1)建立PUSHOVER曲線;(2)選擇用于評估的地震水準;(3)選擇用于評估的性能水準;(4)為各個性能水準確定容許水準;(5)采用特定的方法進行結構抗震能力的評估。

PUSHOVER曲線，即荷載-位移曲線，通常表現為側向總剪力與頂點側向位移的關系。建立PUSHOVER曲線一般經歷四步:建立結構模型，確定構件的力-變形關系確定荷載模型，施加重力荷載及側向荷載;選擇控制位移;進行PUSHOVER分析。

3 數值模擬

本論文主要使用了最常用的pkpm中SATWE計算，PUSH功能進行該模型的PUSHOVER分析，主要研究了荷載位移曲線及推覆分析。

3.1 SATWE彈塑性分析過程圖 圖1

圖1 彈塑性分析過程圖

3.2 主樓層荷載位移曲線 圖2

圖2 主樓層位移曲線

4 結 論

PUSHOVER分析法優點:方法簡單，便于理解，與動力時程分析法比較，PUSHOVER分析法概念清晰，實施相對簡單，能讓設計人員在一定程度上了解結構在強震作用下的反應，從而找到薄弱環節，從而完善抗震設計。不足，是與實際大震動發應有差異，只能定性的進行計算和整體把握，不能作為大震設計的參考。PUSHOVER方法受很多因素影響，比如對恢復力模型、滯回參數、加載路徑、場地條件以及地震荷載的往復性等。PUSHOVER分析法對單一振型起控制作用的結構分析結果比較準確，但對需要考慮高階振型和地震扭轉耦合效應的高層和不對稱結構的分析結果誤差較大。

[1]北京金土木軟件技術有限公司，Pushover分析在建筑工程抗震設計中的應用，中國建筑工業出版社，2010.

[2]陸新征，建筑抗震彈塑性分析，中國建筑工業出版社，2009.

[3]楊桂通，彈塑性力學引論(第2版)，清華大學出版社，2013.