側推分析法之概述與發展

靜力彈塑性分析方法（Static Pushover Analysis，簡稱側推分析方 法），最早是 1975 年由 Freeman 等提出。90 年代初美國科學家和工 程師提出目標性能(Performance-based)及目標位移（Displacement- based）的設計方法，引發日本及歐洲等國之迴響，側推分析方法開 始各方面的研究。一些國家耐震規範也逐漸接受了這一分析方法並納 入其中，如美國加州結構工程師協會的 SEACC Vision 1996；應用技

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術委員會的 ATC-40；聯邦應急管理（FEMA273&274）【19】；建築抗 震安全委員會（BSSC）的 NEHRP；歐洲模式規範（Eurocode-8）；日 本的 PPESS 鋼筋混凝土建築結構設計指南等。

靜力彈塑性分析又稱側推分析、推垮分析，它是一種考慮材料的 非線性行為來對建築物的耐震性能進行評估的靜力分析方法，結合了 耐震設計以性能為基礎的理念。側推分析法以結構高度為分佈側向力，

靜態、單調作用在結構計算模型上，並逐步增加側向力，直到結構產 生的位移超過允許值，或認為結構破壞接近倒塌為止。此法能對結構 的彈塑性行為做出比較可靠的評估。對於樓層數小或自然頻率小的結 構物，能夠提出較好耐震性能評估。

對結構進行側推分析方法耐震評估始於國外。該方法是在 1975 年由 Freeman 等人最先提出了對結構進行彈塑性靜力分析的能力譜 方法，後來經過不斷的研究和改進，現在已成為耐震分析的重要方法。

Saiidi Mehdi 等人於 1981 年提出了用等效單自由度體系進行非線性 地震分析的簡化方法，在其所著文中，通過逐級增加水平荷載，從而 得到結構水平方向的力—位移關係曲線，這是將多自由度體系轉換成 為單自由度體系，對後來側推分析方法的發展起了很重要的作用。

1988 年在第九屆世界地震工程會議上，Peter Fajfar 等提出了非線性 地震反應分析的 N2 方法，其基本理念是對結構用兩個不同的計算模 型進行非線性分析，N 是指非線性（nonlinear），2 代表兩個計算模 型。Miranda 於 1991 年論文中採用倒三角分佈型式之水平側向力進 行側推分析，建立舊有建築物之耐震能力評估方法。Lawson 於 1994 年等人在第五屆美國地震工程會議上發表的文章極有影響力，該文對 彈塑性分析方法的可行性其對實際地震作用下結構動力反應預測的

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準確性進行了分析研究。Fajfar 和 Gaspersic 於 1996 年文中建議以 結構物之主要模態，求得目標位移，施加水平側向力的形式以各樓層 質量與其固定變形模態之乘積等比例施加，以 N2 方法對地震中，鋼 筋混凝土建築物之損害程度做一評估。有關側推分析方法的研究和應 用開始得到重視，並逐漸成為結構耐震能力評估的一種較為流行的方 法【23】。

1997 年，美國 ATC-40 和 FEMA273、274 頒佈以後，對彈塑性 靜力分析方法的應用得到了進一步的推廣。一些商業軟體或公益軟體 的新版本中也增加了 Push-over 分析的功能，如 NCEER 的 IDARC、

SAP2000、ETABS、MIDAS 等等。

2.4.1 側推分析法之原理

側推分析法針對結構物之耐震能力評估，主要經由對現有結構或 設計方案進行抗側向力反應的計算，從而評估其耐震能力。其主要原 理為根據結構物的具體情況，在結構上施加某種分佈的水平側向力，

逐漸增加側向力使結構各部位依次進入塑性，整個結構的耐震特性

（勁度、自振週期等）發生改變，然後調整水平力的大小和分佈。這 樣往復交替，直到結構達到預定的破壞（成為不穩定機構或達到目標 位移），即可得到建築物的容量曲線（Capacity Curve），達到目標位 移的結構內力和變形可作為結構的承載力和變形要求，側推過程中依 次求出各構件的承載力和變形，並且與容許值比較，從而評估結構的 耐震性能。而這建立容量曲線之過程亦稱之為非線性靜力側推分析 法。

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