第10期 王树和等：能力谱与侧向荷载分布模式的关系 ,1221 4虫12 2空18+1虫14 (3虫16) 中8@100 中8@100 ■中3坐16 400 2504 框架柱 框架梁 (括号中为46层数据) L600024006000 (a) (b) 图2框架立面(a)及梁柱详图(b) Fig.2 Elevation of the frame (a)and detail of columns and beams (b) 计算采用非线性分析通用程序IDARC一2D 回模型采用三参数Park模型，选取适合二类场地的 V6.0山，梁柱塑性铰设置于杆件两端，采用分布塑 El Centro波、Taft波和一条人工波作为地震动输 性即考虑塑性铰长度，以更好模拟混凝土结构的实 入，按照抗震规范，7度设防烈度罕遇地震峰值加速 际情况，杆单元考虑了梁柱结点刚性区域的影响， 度调为0.22g,表1给出了结构前三阶振型的动力 梁单元考虑了楼板的影响，忽略P一△效应，梁柱滞 参数 表1六层钢筋混凝土结构的动力参数 Table 1 Dynamic characteristics of the six-story RC frame 质量参与 各楼层对应振型分量 振型 周期/s 系数 1 4 6 1 1.042 0.851 0.206 0.430 0.632 0.800 0.925 1.000 2 0.341 0.100 0.624 1.000 0.864 0.292 -0.439 -0.994 3 0.197 0.030 0.906 0.740 -0.382 -1.000 -0.314 0.881 4.2计算结果与分析 分别采用倒三角模式（式(15）)、均布模式 ◆一传统方法 (式(16)和曲线分布模式（式(17）)的侧向荷载，在 ■一本文方法 ▲一时程分析 施加重力荷载的同时，对上述结构进行静力弹塑性 分析(Pushover分析)，计算过程采用力的控制，侧向 荷载的合力从零加载至0.2倍结构自重为止，获取 相应的能力曲线（即基底剪力一顶点位移曲线），对 每条能力曲线分别采用传统方法（式(12）)和本文方 法（式(18）~式(20)来计算能力谱曲线中每一点的 20 4060 80100 纵坐标一谱加速度S。,而横坐标一谱位移S 楼层位移mm 统一采用式(13)，采用文献[9]中的弹塑性需求谱， 图3均匀分布模式下的楼层位移 用改进的能力谱方法(ICSM)计算出了每种工况下 Fig.3 Story displacement for the uniform mode 的楼层侧向位移.同时，为了验证本文方法的正确 表2各种工况下顶部位移计算结果 性，采用弹塑性动力时程分析（具体输入地震动见上 Table 2 Top displacement for all the cases mm 面所述)对该结构进行了计算，也求出了楼层侧向位 方法 均布模式倒三角模式曲线模式时程分析 移.计算结果如图3~图5所示，图6、图7分别为 传统方法 63.76 70.73 70.54 79.65 三种荷载模式在传统方法和本文方法下楼层位移结 本文方法 68.83 71.43 72.22 79.65 果的比较.表2给出了各种工况下结构顶部位移的 计算数值 从图3~图5及表2看到：对于倒三角和曲线图2 框架立面（a）及梁柱详图（b） Fig．2 Elevation of the frame （a） and detail of columns and beams （b） 计算采用非线性分析通用程序 IDARC—2D V6∙0［11］‚梁柱塑性铰设置于杆件两端‚采用分布塑 性即考虑塑性铰长度‚以更好模拟混凝土结构的实 际情况．杆单元考虑了梁柱结点刚性区域的影响‚ 梁单元考虑了楼板的影响‚忽略 P—Δ效应．梁柱滞 回模型采用三参数 Park 模型‚选取适合二类场地的 El Centro 波、Taft 波和一条人工波作为地震动输 入‚按照抗震规范‚7度设防烈度罕遇地震峰值加速 度调为0∙22g．表1给出了结构前三阶振型的动力 参数． 表1 六层钢筋混凝土结构的动力参数 Table1 Dynamic characteristics of the six-story RC frame 振型 周期／s 质量参与 系数 各楼层对应振型分量 1 2 3 4 5 6 1 1∙042 0∙851 0∙206 0∙430 0∙632 0∙800 0∙925 1∙000 2 0∙341 0∙100 0∙624 1∙000 0∙864 0∙292 —0∙439 —0∙994 3 0∙197 0∙030 0∙906 0∙740 —0∙382 —1∙000 —0∙314 0∙881 4∙2 计算结果与分析 分别采 用 倒 三 角 模 式 （式 （15））、均 布 模 式 （式（16））和曲线分布模式（式（17））的侧向荷载‚在 施加重力荷载的同时‚对上述结构进行静力弹塑性 分析（Pushover 分析）‚计算过程采用力的控制‚侧向 荷载的合力从零加载至0∙2倍结构自重为止‚获取 相应的能力曲线（即基底剪力—顶点位移曲线）．对 每条能力曲线分别采用传统方法（式（12））和本文方 法（式（18）～式（20））来计算能力谱曲线中每一点的 纵坐标———谱加速度 Sa‚而横坐标———谱位移 Sd 统一采用式（13）．采用文献［9］中的弹塑性需求谱‚ 用改进的能力谱方法（ICSM）计算出了每种工况下 的楼层侧向位移．同时‚为了验证本文方法的正确 性‚采用弹塑性动力时程分析（具体输入地震动见上 面所述）对该结构进行了计算‚也求出了楼层侧向位 移．计算结果如图3～图5所示‚图6、图7分别为 三种荷载模式在传统方法和本文方法下楼层位移结 果的比较．表2给出了各种工况下结构顶部位移的 计算数值． 图3 均匀分布模式下的楼层位移 Fig．3 Story displacement for the uniform mode 表2 各种工况下顶部位移计算结果 Table2 Top displacement for all the cases mm 方法 均布模式 倒三角模式 曲线模式 时程分析 传统方法 63∙76 70∙73 70∙54 79∙65 本文方法 68∙83 71∙43 72∙22 79∙65 从图3～图5及表2看到：对于倒三角和曲线 第10期 王树和等： 能力谱与侧向荷载分布模式的关系 ·1221·