Pushover analysis of asymmetric three‐dimensional building frames

Abstract

The effect of higher modes of vibration on the total non‐linear dynamic response of a structure is a very important and unsolved problem. To simplify the process the static non‐linear pushover analysis was proposed associated with the capacity spectrum method, utilising a load pattern proportional to the shape of the fundamental mode of vibration of the structure. The results of the pushover analysis, with this load pattern, are very accurate for structures that respond primarily in the fundamental mode. But when the higher modes of vibration become important for the total response of the structure, this load pattern loses its accuracy. To minimise this problem a new multimode load pattern is proposed based on the relative participation of each mode of vibration in the elastic response of a structure subjected to an earthquake ground motion. This load pattern is applied to the analyses of symmetric frames as well as to stiffness asymmetric and mass asymmetric irregular building frames, under seismic actions of distinct orientations, permitting to draw significant conclusions.

Supaprastinta asimetrinių erdvių statybinių rėmų dinaminė analizė

Santrauka. Aukštesnių svyravimo formų efekto įvertinimas, nagrinėjant bendrą konstrukcijos elgseną, yra labai svarbi dar neišspręsta problema. Uždaviniui supaprastinti pasiūlytas nesudėtingas statinės netiesinės dinaminės analizės algoritmas, susietas su laikomosios galios spektriniu metodu, kai apkrovos modelis proporcingas bazinėms konstrukcijos svyravimo formoms. Supaprastintos dinaminės analizės rezultatai, gauti naudojant šį apkrovos modelį, yra labai tikslūs konstrukcijos atsakui pagal pirminę bazinę forma. Tačiau tais atvejais, kai tampa svarbi aukštesnių svyravimo formų įtaka bendram atsakui, šio apkrovos modelio taikymas yra netikslus. Uždaviniui minimizuoti siūlomas naujas daugiamodalinės apkrovos modelis, įvertinantis kiekvienos svyravimo formos santykinį poveikį tampriam atsakui konstrukcijos, kurią veikia žemės drebėjimo sukelti pagrindo poslinkiai. Šis apkrovos modelis pritaikytas statybinių simetrinių rėmų, kuriuose veikia skirtingų krypčių seisminiai poveikiai, analizei, įvertinant ir tuos atvejus, kai standumai ir masės yra asimetrinio pobūdžio. Atlikti analizės rezultatai apibendrinti svarbiomis išvadomis.

Raktiniai žodžiai: supaprastinta dinaminė analizė, daugiamodalinės apkrovos modelis, netiesinė dinaminė analizė, asimetriškos ir nereguliarios konstrukcijos.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : pushover analysis, multimode load pattern, non‐linear dynamic analysis, asymmetric irregular structures