中美超限高层建筑性能化抗震设计方法对比分析

为了系统比较中美超限高层建筑基于性能的抗震设计方法,介绍了美国太平洋地震工程研究中心主导实施的“高层建筑推进计划”项目,探讨了该项目的主要成果（PEER-2010）《高层建筑基于性能的抗震设计指南》,并结合算例将其建议的基于性能抗震设计方法与中国GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定的基于性能抗震设计方法进行对比。研究结果表明:PEER-2010与我国规范中分别建议的超限高层建筑性能化抗震设计方法在性能目标划分、地震动选择、荷载输入及对地基与结构相互作用的考虑上均存在差异。PEER-2010对性能目标的划分相对更宽松,建议的下一代选波方法能够考虑长周期超高层建筑的选波问题,并对考虑地基与上部结构相互作用有着较为明确的规定。     

新规范下钢筋混凝土超限高层建筑性能化抗震设计方法研究

我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)均首次正式引入了性能化抗震设计的方法,对地震动水准、性能目标、性能水准组合及计算方法等性能化抗震设计的关键内容做出了明确规定。美国太平洋地震工程研究中心也于2010年发布了《高层建筑基于性能设计方法指南》(PEER-2010),首次将性能化抗震设计方法正式引入到新建高层结构的抗震设计中。对比我国规范以及PEER-2010中建议的性能化抗震设计方法的主要异同,阐述中美两国性能化抗震设计方法的特色,并按照我国规范规定的性能化抗震设计方法,对某超限高层建筑进行了性能化抗震设计。探讨了我国规范引入的性能化抗震设计方法的合理性与实用性,并对其进一步的发展提出了建议。     

高烈度地区框架-核心筒结构中美抗震设计方法对比

按照中美相关抗震设计规范分别对位于中国8度抗震设防区和美国典型高烈度区域（旧金山地区）的两栋层高与结构相似的钢筋混凝土框架 核心筒高层建筑结构进行了设计。介绍了抗震设计过程中根据中美相关抗震规范确定的地震作用参数与材料强度,比较了两国混凝土结构尤其是剪力墙结构抗震构造措施的异同。建立了两结构的空间弹性分析模型,采用振型分解反应谱法计算了两结构的弹性地震响应,比较了两结构自振周期、基底剪力、层剪力、结构层间变形、构件尺寸、配筋以及连梁受剪承载力等。计算结果表明：按照两国设计规范分别设计的结构,其设计地震作用水平相当;根据美国规范设计的结构连梁受剪承载力与中国规范设计方案相比偏低,约为中国规范设计方案的0.63~0.95倍;中美两国规范设计的剪力墙约束边缘构件的范围与配筋差异较大,中国规范设计方案剪力墙约束边缘构件内纵筋和箍筋集中在端部固定范围内,美国规范设计的箍筋约束范围大,对应端部固定范围的配筋比中国规范配筋量小。     

超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究

基于性能的设计方法已引起工程界的关注 ,在超限高层建筑的结构抗震设计中 ,采用基于性能要求的抗震设计方法 ,有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性、避免抗震安全隐患 ,同时又促进高层建筑技术发展。本义阐述基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法的比较 ;针对超限高层建筑结构的特点 ,提出结构的抗震性能目标、性能水准以及实施性能设计的主要方法 ,包括性能水准判别准则、性能目标的选用及结构计算和试验要求。文中还列举了应用性能设计理念和要求的部分工程实例。     

静力非线性分析方法在抗震设计中的应用

本文简单地回顾了结构抗震设计方法发展的三个阶段,基于承载力设计方法,基于承载力和构造保证延性设计方法及基于性能／位移设计方法,以及我国抗震设计规范的演变。指出作为结构抗震设计的一种趋势,基于性能／位移设计方法将进入新一代的抗震设计规范,我国2001规范已经纳入了基于性能／位移设计方法的核心分析手段,静力非线性分析方法(Push—over analysis)。通过对两个工程实例的分析,本文阐述了静力非线性分析方法对结构抗震设计的指导作用。     

中美规范关于地震波的选择与框架-核心筒结构弹塑性时程分析

简述了中美两国抗震设计规范中有关地震波选择的相关条文,列举了工程实践中常用的选波方法,并对选出的地震波反应谱特性进行了比较。中美两国规范中建议的选波方法均要求选择能与规范的设计反应谱相一致的地震波,不同之处为中国规范是将地震波峰值加速度调幅至规范规定值,而美国规范是将某一周期范围内地震波反应谱调幅至与设计反应谱接近,调幅后的地震波峰值加速度无明显规律。按照中美两国抗震设计规范分别设计了两栋相似框架 核心筒结构,建立了两结构的弹塑性分析模型。根据中国规范建议方法选择出7组地震波,进行弹塑性时程分析。分析结果表明：在相应于中国8度罕遇地震的多组地震波作用下,中美两国规范设计方案在地震作用初期地震响应基本一致,在后期由于结构配筋形式与配筋数量等差异,结构损伤程度不同;按中国规范设计方案的最大层间位移角为按美国规范设计方案的1.03~1.17倍,连梁最大塑性变形为按美国规范设计方案的0.67~0.98倍,剪力墙应变沿层高的分布接近,美国规范设计结构纵筋的屈服应变是中国规范设计方案的1.2倍,按中国规范设计方案的剪力墙损伤程度重于按美国规范设计的剪力墙。     

中国和美国现行建筑结构设计规范的差异比较

本文通过对中国和美国的结构设计规范的比较,包括混凝土结构设计规范和抗震设计规范,分析两国的规范差异,从而让我们熟悉两国规范的实用性。主要内容包括混凝土结构设计规范的设计原则和荷载取值的比较,中美抗震规范的设防目标、场地分类和地震反应谱曲线的对比分析。     

无锡苏宁广场北楼基于性能的抗震设计研究

研究基于性能的抗震设计方法在超限高层建筑中的应用,以无锡苏宁广场北楼为例,采用性能化设计方法使结构抗震设计从宏观定性的目标转化为具体的多重目标,从而提高设计的可靠性。首先建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准和性能目标,利用弹塑性分析及评估软件PERFORM-3D建立结构的基准有限元模型,计算结构在小震和中震作用下的弹性响应,并进行结构静力弹塑性分析和大震作用下的弹塑性时程响应分析,然后利用各水准地震作用下的响应判定结构的性能水准,从而确定结构是否达到预期的性能目标。计算结果表明：无锡苏宁广场北楼能够满足我国现行抗震规范提出的各项抗震设防要求和各项既定的抗震性能目标,对其采用基于性能的设计是对超限高层设计方法的有益探索。     

超限高层基于性能的抗震设计探究

超限高层建筑的抗震设计一直都是人们研究的热点,随着抗震设计的不断发展,目前采用基于性能要求的抗震设计方法已经得到广泛的应用,此法不仅能够增加建筑结构抗震的性能,有效避免抗震安全隐患,还能促进高层抗震研究的发展。本文首先分析了常规抗震设计与基于性能抗震设计的区别,并且针对超限高层的结构的特点,指出了基于性能要求的性能水准、抗震目标以及实施方法,以期为超限高层建筑结构的抗震设计提供一定的技术参考。     

复杂超限高层建筑结构的性能化设计探讨

现行规范中引用多项计算指标用于描述高层结构的不规则程度,刚重比与周期比,相邻楼层刚度比等,分析其指标的实用性与存在的局限性,有时在计算其性能指标时会存在很多问题。20世纪90年代美国工程界提出PBSD方法,在复杂超限高层结构抗震设计中逐步得到应用。针对复杂超限高层建筑结构的特点,提出抗震性能目标的选用原则,结合超限高层建筑抗震设计,介绍基于性能抗震设计方法的应用。     

粤港澳三地桥梁抗震设计地震动参数比较研究

对我国广东、香港和澳门三地使用的桥梁抗震设计规范进行了综合比较,比较的内容包括重要性分类、抗震设防标准及目标、场地土分类、设计地震动中加速度反应谱的形式、地震作用的计算等。重点对决定桥梁结构抗震安全性的地震动参数(加速度反应谱)的规定进行了比较。结果表明:三地桥梁工程抗震设计规范各有特色,在地震作用的计算方面有相似之处。AASHTO桥梁规范是真正意义上的基于性态要求的抗震规范,Eurocode 8规范引入了强度折减系数来考虑结构的延性设计,我国的桥梁抗震设计规范主要特点则是多水准的抗震设计法。我国桥梁抗震设计规范虽然有了长足的进步,但在很多方面(例如考虑地震危险性分区)仍可借鉴其它规范进一步改进和提高。     

中日建筑抗震规范抗震设计比较

从宏观层面比较了中日建筑抗震规范的发展以及抗震设计和抗震计算方法。两国的抗震设计思路类似,都是采用两阶段的设计,但总体而言,日本的抗震设防标准要高于中国,而且第二阶段的设计易于实现和检查。同时日本的抗震设计方法比较多样化,它是第一个将基于能量的抗震方法写入规范的国家。通过本文的比较与分析,希望对中国的抗震规范编制和抗震设计有一定的借鉴作用。     

中外钢筋混凝土框架结构抗震设计安全度的比较

当前国际上的主要建筑抗震设计规范的设防目标基本可以分为功能设计和安全设计,采用结构的最大层间位移角确定抗震设防目标。比较各主要规范可以发现,我国的结构抗震变形验算标准偏低,特别是自振周期较短和延性较小的结构,我国规范的构件抗震承载力计算结果偏小,结构的抗震设计安全度水准偏低。修编后的抗震规范对抗震安全度的提高幅度不大。     

建筑结构基于功能的抗震设计

基于功能的抗震设计理论是由美国学者根据近几年的地震灾害研究率先提出来的 ,成为未来抗震设计的发展方向。阐述了结构功能设计产生的背景、研究现状 ,与我国现行抗震设计方法的比较分析 ,抗震设计过程以及设计方法等     

钢筋混凝土框架结构廷性杭震设计

结构抗震的本质就是延性，提高延性可以增加结构抗震潜力。增强结构抗倒塌能力。文章主要介绍了钢筋混凝土框架结构基于概念的抗震设计方法和能力设计方法。在设计实例中对框架构件的设计采用了这两种做法，并进行了比较．证明了能力设计方法的延性设计使结构具有更加足够的强度和良好的延性，同时具有较好的抗震性能。     

论地震作用和钢框架板件宽厚比限值的对应关系（上）———我国规范与国际主流规范的地震作用比较

抗震钢框架梁柱截面的板件宽厚比,既是反映钢框架延性的关键指标,也是控制耗钢量的关键指标。框架梁柱截面的板件宽厚比选择,与地震作用下钢框架的受力状态紧密相关。对我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）与国际主流规范的设防标准进行比较,讨论我国抗震规范采用“小震”为基准的弹性设计方式,与国际主流规范以“中震”为基准,并按结构性能折减设计地震作用进行结构弹性设计方式之间的异同。进而,详细比较我国抗震规范与欧洲EC8、日本BCJ等国际主流抗震规范的地震作用计算和底部剪力。比较结果表明,我国抗震规范第一水准设防的地震作用FEk,与欧洲EC8规范性能因子q=4时及日本BCJ规范Ds=0.25时的设计地震作用水平比较接近。所分析内容,是合理借鉴国际主流规范,建立适合我国抗震规范体系的地震作用与框架梁柱截面板件宽厚比限值对应关系的基础。     

地基条件对挡土墙地震土压力影响的振动台试验研究

地震土压力研究是挡土墙抗震设计的核心内容。汶川地震震害调查发现建于土质地基上的挡土墙较建于岩质上的更易发生震害,因此,研究地基条件对挡土墙地震土压力的影响是十分必要的,然而目前许多国家的铁路或公路抗震设计规范中未包含地基条件对挡土墙地震土压力的影响。鉴于此,为了深入了解地基条件对挡土墙地震土压力的影响,利用大型振动台试验这一最能直接反映地震响应特征的动力研究手段,就地基条件对挡土墙地震土压力的分布形式、合力大小、合力作用点位置的影响开展研究,并把实测结果与几个国家的抗震设计规范进行了对比,提出了挡土墙的抗震设计建议。     

海峡两岸结构抗震设计方法比较与探讨

国内抗震规范中所采用的符号及名称与台湾的抗震规范多有不同,但是其含义本质上是相同的,对二者的对比讨论将有助于更好地了解两规范的内容,并为将来的抗震规范修正工作打下基础。本文在几个假定的基础上,对比了台北和高雄两地抗震设计与国内抗震设计方法上的不同。     

浅谈建筑结构抗震概念设计的进展

近15年来统计,江苏省建成或在建的超限建筑工程,分为公共建筑、居住建筑、隔震减振工程3类,可以看出,运用抗震概念设计在工程的抗震设计、审查、科研方面起到很好的作用,重要性显而易见,它既能符合现行工程设计标准、规范要求,又能促进技术发展和创新,推进、完善和补充现行规范内容。同时,针对建筑工程的＂超限＂部分提出的更严格的措施,促进了工程防震减灾综合能力的提高。