结构抗震性能水平和设防目标

目前,世界多数国家抗震设计理论采用二级或三级设计思想,即以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为设防目标,据此制定抗震规范和条例。结构工程师们更加关心的是结构在不同地震作用下具有的不同抗震性能水平和多级性能目标。这就使得能够满足社会和业主对结构多层次的抗震性能要求的基于性能抗震思想孕育而生,这就要求各国学者根据本国国情对结构的抗震设防目标和性能水平进行研究与界定。     

结构抗震性能水平和设防目标

通过对目前国内外关于结构抗震性能水平和设防目标的研究现状、相关规定的对比分析,结合我国国情,提出了钢筋混凝土结构的五级抗震性能水平、四级抗震设防目标。     

钢筋混凝土框架结构直接基于位移的抗震设计

提出了针对《建筑抗震设计规范》中丙类建筑的＂四水准＂的抗震设防目标,并利用直接基于位移的抗震设计方法对一个6层钢筋混凝土框架结构进行了抗震设计。结果表明,直接基于位移的抗震设计可以针对不同地震作用水平下的结构进行设计配筋,比现行抗震设计方法有其自身独到优势。     

浅谈基于性能的抗震设计理论与方法

基于性能的抗震设计代表着未来结构抗震设计的发展方向。探讨了抗震设防水准、抗震性能水平、抗震性能目标的确定和划分,阐述了目前基于性能的抗震设计的方法。     

国内外抗震设防目标的分析

详细介绍了我国、新西兰、美国、欧共体和日本规范中的抗震设防目标和抗震性能要求,比较和分析了各国在此方面的一致性和差异性,对提高我国的抗震设计能力具有一定的借鉴意义.     

既有钢筋混凝土结构抗震设防目标与性能评估

以基于性能的抗震设计与评估理论为基础,考虑既有钢筋混凝土结构性能特点,结合我国现行抗震设计规范,对国内外规范及相关研究成果进行对比分析,给出既有建筑地震作用取值方法、抗震设防性能目标及性能指标的量化标准。给出既有建筑结构有限元分析模型的建立方法,形成较为系统的既有建筑抗震性能评价体系,其实用性及有效性通过对某一实际工程进行的抗震性能评估得以验证。分析结果表明：既有建筑结构抗震性能较拟建之初有明显降低,有必要建立既有建筑结构有限元分析模型。在进行抗震性能评估时,为获得较合理的评估结果,应根据后续使用期确定相应地震作用取值。结合给出的抗震性能目标、性能指标及其量化标准,该评价体系能够对既有钢筋混凝土结构进行合理、可靠的抗震性能评估。     

钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计指标

通过分析结构变形与损伤的关系,选取层间位移角作为钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计指标。统计分析了国内15榀钢筋混凝土框架结构拟静力试验中的26组关于层间位移角的实测数据和国内外126个钢筋混凝土框架柱的抗震性能试验数据,建立了钢筋混凝土框架结构在不同性能水平时的量化指标。通过非线性静力分析和时程分析,对提出的抗震设计指标的合理性和有效性进行了计算分析。结果表明,以基本抗震设防目标设计的框架结构在不同地震作用下,其各级性能水平所对应的层间位移角可以满足本文所提出的层间位移角限值的要求。     

钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震优化设计

钢筋混凝土框架结构中,梁柱的变形能力及其变形是度量结构性能水平的重要指标.通过虚功原理,得到了结构的弹性层间位移与梁柱的截面尺寸和结构塑性层间位移与梁柱构造配筋之间关系的显式表达式.结合我国现阶段抗震设计的两阶段设计三水准设防的要求,提出钢筋混凝土框架基于性能的两层次抗震优化设计方法,并以一个15层框结构为例进行了优化设计,结果表明,本文提出的方法是有效的和可操作的.     

基于性能的设计方法在抗震加固中的研究与应用

20世纪90年代国际上提出基于性能的抗震设计理论,该理论要求建筑物在未来遭遇地震作用时表现出预定的抗震性能水平,这引起了世界各国学者的广泛关注。美国地震工程界最早将该理论引入到加固中,这对既有结构的抗震评估和抗震加固设计具有重大意义。本文阐述了基于性能的抗震加固方法的基本思想、产生背景、发展状况及其主要研究内容,并指出该方法有待进一步研究的问题。     

基于性能的抗震设计理论研究述评

回顾了基于性能的抗震设计理论的提出背景和发展历史,对基于性能的抗震设计理论研究内容和设计方法进行了总结,并针对各项研究内容和设计方法,提出了目前基于性能的抗震设计理论研究中存在的主要问题和今后需要进一步研究的方向。     

钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法

以变形需求作为设计参数,阐明了RC框架结构基于性能的抗震设计方法的基本原理及步骤：利用弹塑性位移谱法求解结构的位移与变形需求,在层间位移角满足特定要求后,将梁柱塑性铰区的转动量值作为性能设计的参数,结合预期的性能目标由梁柱性能设计方程进行构件变形能力设计。以-10层框架结构为例,给出了RC框架结构基于性能的抗震设计的完整过程,并通过弹塑性时程分析作了比较验证。结果表明：弹塑性位移谱法求解结构位移需求是一种可为工程接受的、简便有效的方法,通过梁柱性能设计方程对变形能力进行定量设计,可将结构的破损程度控制在预先设定的性能目标范围内。     

性能设计中设防标准与设计参数的确定

讨论了在基于结构性能的抗震设计理论中结构抗震设防标准的确定方法,分析了抗震设防的依据和需要考虑的因素,提出了方便使用的抗震设计参数,可供结构设计人员参考借鉴。     

一种受控摇摆式钢筋混凝土框架基于性能的抗震设计方法

受控摇摆式钢筋混凝土框架通过引入弹性摇摆柱和摇摆节点来弱化结构整体刚度,减少结构在地震中的损伤,并使用无黏结后张预应力筋提供结构弹性恢复力,实现结构地震后自复位。在已有理论分析和试验研究的基础上,对该类结构的抗震设计方法进行研究,确定受控摇摆式钢筋混凝土框架结构的抗震性能水准,给出抗震设计流程。以一个三层三跨钢筋混凝土框架为例进行基于性能的抗震设计,选用3条波进行动力时程分析,模拟结构遭遇罕遇地震的动力响应。分析结果表明：受控摇摆式钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下,最大层间位移角满足设计要求的性能目标,并且表现出优异的抗震性能的和良好的自复位能力,验证了基于性能抗震设计方法的有效性。     

不同设防烈度下RC框架结构的抗侧向倒塌能力

地震作用下建筑结构的抗侧向倒塌能力是抗震性能评价的基础。选取4个结构整体性能参数作为结构抗侧向倒塌能力评价指标,分别为结构强屈比、超强系数、延性系数和延展系数。按中国现行规范设计了12个RC框架结构,考虑侧向力分布形式和设防烈度的影响,采用Pushover方法对结构进行计算,并根据能力曲线和结构整体性能参数对结构抗侧向倒塌能力进行评价。结果表明:结构整体性能参数能从强度储备和变形能力两个方面对结构抗侧向倒塌能力进行分析;随着设防烈度和结构高度的提高,侧向力分布形式对结构抗侧向倒塌能力的影响增大;设防烈度对结构强屈比和结构延展系数的影响较小,对结构超强系数和结构延性系数的影响较大;随着设防烈度的提高,结构超强系数减小,而结构延性系数增大。     

基于易损性的钢筋混凝土框架结构抗震性能裕度评估

采用性能裕度比作为评估结构抗震性能的指标,该指标通过计算地震易损性中位值与多遇地震、设防地震和罕遇地震强度的比值来评估结构的抗震性能裕度。选择4种考虑不同抗震设防水平的5层3跨钢筋混凝土平面框架结构作为研究对象,通过易损性分析,计算得到结构的性能裕度比。研究结果表明：随着结构抗震设防水平的提高,结构的地震易损性中位值和结构所对应的多遇地震、设防地震和罕遇地震的强度随之增加。然而,由于前者的增加幅度要小于后者的,因此,结构的性能裕度比随其抗震设防水平的提高而降低;在设防地震和罕遇地震作用下,结构具有足够的性能裕度以满足“中震可修”和“大震不倒”的性能要求;抗震设防水平的提高会使结构不满足“小震不坏”的性能要求。     

竖向不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法

考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性,采用振型反应谱法,建立结构在不同地震作用水平下的弹塑性需求曲线族,即结构的层间剪力一位移需求曲线.结合结构的能力曲线,提出以楼层为研究对象的层间能力谱法.由结构的性能目标与位移延性的关系,建立性能目标与层间需求曲线的关系,从而得到考虑结构延性的层间需求曲线.通过计算分析表明,层间能力谱法可以有效的用于对竖向不规则结构进行基于性能的抗震设计,可以方便地对不同地震作用水平、不同性能目标的结构进行地震作用计算和配筋计算,并能控制结构在不同地震作用下的变形性能、塑性铰出现顺序及部位,与时程分析方法相比偏于保守,且比直接基于位移的设计方法具有明显的优势.     

一级抗震预应力型钢混凝土空腹桁架转换层框架结构三道防线抗震设防设计方法

基于"强化转换层及其下部、相对弱化转换层上部"的抗震设计理念,提出了一级抗震大跨度预应力型钢混凝土(PSRC)空腹桁架转换层框架结构"三道防线抗震设防"的设计目标,明确了三道防线的具体划分方法、各防线内力调整措施初步方案以及主要抗震性能的量化控制指标.然后,以两榀不同上抬层数的8度(0.2g)一级抗震的两跨PSRC空腹...     

平面不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估方法

从现行规范对平面不规则结构的限制条件出发,推导扭转角与扭转位移比的关系式,结合钢筋混凝土框架结构在不同地震作用水平下的层间位移角限值,建立平面不规则结构的层间扭转角需求曲线;依靠现有有限元分析程序计算结构构件的扭转角和扭转角能力曲线,提出平面不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估方法--扭转角能力谱法.通过算例对扭转角能力谱法的使用方法和原理进行阐述,建立平面不规则结构的评估曲线,分析结构不同楼层各构件的扭转变形性能.结果表明,扭转角能力谱法既可以一目了然地判别出楼层与楼层之间的扭转变形关系,又可以准确地判别出同一楼层各抗侧力构件的扭转变形性能,从而全面的实现各构件基于性能的抗震评估.     

基于性能的方钢管混凝土框架结构地震易损性分析

钢-混凝土组合结构由于兼有钢结构和混凝土结构的优点,近年来得到了迅速发展和广泛应用,目前已成为我国高层建筑领域内应用较多的一种结构形式。虽然在地震区越来越多地采用这种新型的结构,但迄今为止还没有发现对钢-混凝土组合结构的地震易损性进行过研究的文献。因此给出一种基于性能的结构整体地震易损性分析方法,该方法既考虑了结构本身的不确定性,又考虑了地震动输入的不确定性。并定义了结构整体和楼层的四个极限破坏状态,从而提出了基于结构极限破坏状态确定结构抗震性能水平限值的方法。最后采用该方法对两个不同类型的方钢管混凝土框架结构进行基于性能的地震易损性分析,得到结构的易损性曲线,对结构的易损性能进行评估和分析,并比较了两个结构的易损性能。