双向不对称高层建筑在双向地震作用下的新推覆过程
摘要
尽管有广泛的应用，传统的推覆分析因为忽略了较高模式和扭转的影响,所以无法估计不对称平面高层建筑的一般影响。连续模态推覆过程是近期非线性静态推覆过程之一，用于分析单向不对称高层建筑在单向地震动作下的地震影响。本文采用改进的连续模态推覆过程（MCMP）已提出同时估算两个不对称平面高层建筑在两个地震水平分量下的地震需求。使用不同的建筑物评估连续模态推覆过程程序的准确性，并与FEMA（联邦紧急事务管理局）程序的结果，实际模态推覆程序和非线性时间历史分析作为精确解决方案进行比较。结果表明，所提出的连续模态推覆过程程序能够准确地估计位移和层间漂移，并在预测塑性铰旋转方面引入了很大的改进。
关键词：静力弹塑性分析; 修改后的连续模态推覆（MCMP）; 双向不对称高层建筑;扭转; 更高的模式效应; 地震的两个组成部分
- 引言
非线性静态程序（NSP）被广泛用于估计建筑物的地震需求。 这些程序在计算上比非线性动态分析更有效并且已经提出了各种非线性静态程序来估计建筑物的地震需求。 非线性静态程序有N2方法（Fajfar和Gaspersic，1996），多模式推覆（Sasaki等，1998），增量反应谱分析（Aydinoglu，2003），上限推覆分析（Jan et al，2004）和自适应模态组合（Kalkan和Kunnath，2006）等。 但是，一般而言，非线性静态程序的应用仅限于低层建筑，因为这些程序忽略了较高模式的影响。 模态推覆分析（MPA）（Chopra和Goel，2002），连续模态推覆（CMP）（Pourshaet al，2009）和扩展N2方法（Kreslin和Fajfar，2011）是引入的推覆过程以结合更高模式效应。
规划不规则性是建筑物非线性分析中的一个重要参数（Stathopoulos和Anagnostopoulos，2010），但在传统的推覆方法对建筑物的三维分析中没有考虑到这一点。 近年来，对非对称平面建筑的非线性分析进行了一些研究（Magliulo和Ramasco，2007）。少数众所周知的推覆过程也延伸到考虑到这种类型的建筑物。 Chopra和Goel（2004）扩展了模态推覆分析程序，以预测单向非对称平面高层建筑的地震需求。 该程序分别计算每种模式的地震需求，并使用完整的二次模态组合CQC规则组合总地震需求。模态推覆分析结果表明，模态推覆分析能够非常好地估计结构的层间漂移反应，但无法准确预测塑性铰旋转。 实际的模态推覆分析（P模态推覆分析）在一定程度上改善了后者的缺陷（Reyes和Chopra，2011）。在这个过程中，由模态推覆确定的双向横向位移模式应用于不规则的平面建筑。 Fajfar等 （2005年，2008年）提出了N2方法，该方法使用修正因子来扩展常规静力弹塑性分析的结果，来估计不对称低层建筑的地震需求。 N2方法的结果并没有对由于扭转引起的位移的放大。 最近，N2方法扩展到扭转柔性（TF）建筑物，同时将基于地震条件的意外偏心概念与过程相结合（Magliulo等，2012）。
Poursha等人在2011年扩展了连续模态推覆程序，以估算单向非对称平面高层建筑的地震影响。 该程序将分析分为单阶段和多阶段推覆分析。 结构的影响来自多阶段和单阶段静力弹塑性分析的峰值影响。 结果表明，连续模态推覆程序能够准确地估算出单向不对称高层建筑钢筋抗弯框架的位移要求和塑性铰转。 该研究致力于研究具有抗弯框架的建筑物的地震影响。 之后，另一项研究（Khoshnoudian和Kiani，2012），考虑到具有横向双系统的单向非对称平面高层建筑的地震影响，将连续模态推覆程序修改为改进的连续模态推覆（MCMP）。 双系统利用抗弯矩框架和支撑框架来抵抗横向载荷。
在这项研究中，连续模态推覆程序已经进一步修改，以估计两个不对称平面高层建筑的地震影响。该过程被命名为连续模态推覆过程过程。回顾以前的研究和当前基于性能的代码，可以看到预测目标位移的各种方法。因此，连续模态推覆过程程序仅涉及引入估计地震需求的新程序并使用常规方法来确定目标位移。为了证明连续模态推覆过程程序的有效性，我们选择了三个双向不对称平面高层建筑（10、15和20层），它们考虑了双侧向抗力系统（钢质抗弯框架和钢制同心支撑框架）。这项研究选择了七对地震记录。在所选择的地面运动对下进行非线性时程分析（NLTHAs）。选择非线性时程分析的平均影响作为目标影响，并与从连续模态推覆过程程序获得的结果进行比较。此外，本研究还包括从联邦紧急事务管理局载荷模式等效侧向力（ELF），均匀载荷模式（均匀）和P模态推覆分析程序获得的结构影响。在所有非线性静态程序中，目标位移等于非线性时程分析的平均位移。这些平均位移是在质心测量的时候所测得的，并且在所有非线性静态程序中都应用于质心。所得结果表明，与其他非线性静态程序相比，连续模态推覆过程程序在估算双向非对称平面高层建筑的最大结构影响方面具有一定的准确性。
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