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浅谈现代建筑结构设计抗震设计方法(最终稿) 浅谈现代建筑结构设计抗震设计方法(最终稿)

格式:word 上传:2022-06-25 13:13:25

《浅谈现代建筑结构设计抗震设计方法(最终稿)》修改意见稿

1、“.....我国规范中的提法不坏可修不倒其实就是对结构在地震作用下的性能水平的描述,具体叙述为小震对应般不受损坏或不需修理可继续使用水平中震对应可能损坏,经般修理或不需修理仍可继续使用大震对应不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。这提法已经包含了定的性能设计思想,只是对性能水平的描述比较模糊,水平之间的界定不明确,在实际设计中很难实现对结构性能的有效控制。结构的抗震性能目标结构的抗震性能目标是指建筑物在各设计地震水准下期望达到的相应性态水准集合,应依据建筑物的重要性分类,结合社会经济因素和业主意愿综合确定。三级性能目标与按重要性划分的三类建筑对应,取每级地震作用水准下的最低性能要求组合作为该类结构的规定最低性能水准目标。并且设计师也可以根据实际情况和业主要求提高目标性能水平进行结构设计,在个或多个设计地震作用水准上选择更高的性能目标,虽然在定程度上会提高建筑造价......”

2、“.....这种性能目标的制定方式充分体现了基于性能抗震设计的自主性和灵活性。两种方法的设计过程建筑结构基于性能要求的抗震设计多了以下几个步骤性能目标的确定抗震措施与计算分析方法的选择及目标评价等。性能目标的确定因素中多了业主决策和非结构构件分级性能水准。选择抗震设计分析方法也是基于承载力力的抗震设计过程中所没有的,通过不同的抗震性能水准量化数值对应了不同的结构反应参数和抗震设计准则,因此可以选择基于不同的结构反应参数的抗震分析方法。并且在设计完成后,基于承载力的抗震设计只对结构进行层间位移验算是否满足限值,而性能设计则需要对结构的地震反应性能水平进行全方位的检验和评估。抗震措施比较现行规范规定的构件截面的抗震构造措施,主要是根据结构类型和重要性房屋高度地震烈度场地类别等因素确定,是对结构抗震性能水准的宏观定性控制,而不是对具体的结构性能和震害损失的定量描述......”

3、“.....本文对这理论的研究由于时间和能力的有限还不够深入和细致。在未来的研究中,还有许多方面需要进步的探讨在对不同抗震设计方法里设计地震作用水准的确定和划分的进行比较时还应该对其所采用的地震危险性分析方法和地震动参数分区划分情况等方面进行分析和比较。对取不同设计参数来进行设计的抗震方法待研究进步成熟完善之后,应当就破坏准则地震破坏模型以及各自实际设计应用中的控制效果进行更为详细深入的实例比较。对不同抗震设计方法的比较还处于设计目标和分析方法比较的阶段,今后还应扩展到对结构的整个生命周期的使用效果和投资效益比较,以综合权衡各方法的长处与缺陷。参考文献胡聿贤地震工程学北京地震出版社,叶列平,经杰论结构抗震设计方法第六届全国地震工程会议论文集,龚思礼等建筑抗震设计北京中国建筑工业出版社,杨媛对各国规范钢筋混凝土抗震设计条文的对比分析重庆建筑大学......”

4、“.....曹庆钢筋混凝土框架结构抗震设计中能力设计措施的探讨施工技术李菊芳建筑结构基于能量的地震反应分析及设计方法西安西安建筑科技大学,史庆轩钢筋混凝土结构基于性能的抗震研究及破坏评估西安西安建筑科技大学,牛荻涛,仁利杰改进的钢筋混凝土结构地震破坏模型地震工程与工程振动王振宇,刘晶波建筑结构地震损伤评估的研究进展世界地震工程罗文斌,钱稼茹钢筋混凝土框架基于位移的抗震设计土木工程学报吴波,李艺华直接基于位移可靠度的抗震设计方法中目标位移代表值的确定地震工程与工程振动张新培措施,而在采取了这些措施以后结构在地震时的性能状态具体如何,设计人员并不能准确把握。这种做法的经济性和合理性都不足。基于性能的抗震设计是把结构在定强度地震作用下的变形需求与抗震措施对应了起来,通过对构件截面进行变形能力设计,使结构具备与预期性能水平相符的变形和耗能能力,从而达到目标性能水平......”

5、“.....是种具体对应的定量的抗震措施。由于通过设计人员主动选择抗震措施来保证结构达到预期的抗震性能,因此对结构在未来地震时的整个反应过程比较清楚。这样制定抗震措施成为性能设计的重要组成部分,需要在设计的开始确定性能目标时就考虑进去。结论与展望主要结论本文通过按照我国抗震规范规定的抗震设计方法和基于性能的抗震设计方法分别对同条件不同烈度区的五层框架结构进行设计。通过对抗震设计方法的对比分析得到如下结论目前规范采用的抗震设计方法的小震不坏,中震可修,大震不倒目标具有了定性能设计理念,但没有具体量化,并且业主及设计者也没有自主选择设防水准的权利而基于性能的抗震设计方法的目标确定多级化个性化,设计者和业主拥有定范围内的自主选择决定权。基于性能的抗震设计基于可选不同的结构反应参数控制指标,从而对应采用不同的设计准则,按不同的抗震分析方法来进行结构反应计算分析和设计......”

6、“.....分析方法考虑了结构的在中等及强烈地震下的弹塑性反应,与实际情况更加符合。基于能量和基于损伤的抗震设计方法通过非线性时程分析来确定结构的地震作用,地震动的持时特性对结构塑性累积损伤的影响通过结构构件的滞回耗能来体现,对结构地震反应的计算更为准确,能够解决基于承载力设计方法的些固有不足之处。④基于位移的抗震设计方法采取位移变形作为结构性能控制指标能够较好地实现基于性能的抗震设计思想,位移作为初始设计变量来转化为结构的设计地震作用使得结构的性能反应从开始就在设计者的掌握中。展望抗震设计方法理论是个非常庞大和复杂的课题,涉强对多自由度体系地震能量反应与单自由度体系反应的关系方面进行研究,对能量方法得以应用到复杂结构体系上尽早实现与工程实际抗震设计的结合有很重要的意义。基于能量的抗震设计方法与其它抗震设计方法相比,可以有效地考虑地震动持时对结构累积损伤破坏......”

7、“.....具有明显的优越性。但由于以上提到的这些问题,结构抗震设计的能量方法距离实际运用还有很长段路要走。基于损伤的结构抗震设计基于损伤的结构抗震设计的方法概述近年来地震害经验和各国学者的研究表明由于地震是种往复运动,并且地震动持时般较短,因此地震作用下的损伤不仅与最大变形有关,还与结构的低周疲劳效应所造成的累积损伤有关。用能够反映结构的变形和累积损伤效应的损伤性能参数可以更好地描述结构的非弹性性能,通过选取适当的地震损伤模型按照结构在未来地震作用下的损伤允许值来进行抗震设计更为经济合理,由此产生了基于损伤性能的抗震设计思想。由于损伤指数的计算以结构累积滞回耗能的计算为基础,而累积滞回耗能计算正是结构能量分析中的重点,所以也可以将基于损伤的设计方法视为能量法结合了性能设计思想的延伸应用方法。基于损伤的抗震设计就是反映结构损伤程度的损伤指数作为设计指标......”

8、“.....验算其是否满足预定的损伤性能目标。基于损伤的结构抗震设计的特点与研究趋势采用基于地震损伤理论的损伤指数能够定量的描述结构在地震作用下的倒塌破坏情况,而且损伤指数物理意义明确。结构损伤的三水准性能目标反映了抗震设防水准和结构功能失效与倒塌限值,区别了不同重要性结构的性能目标,同时提高了结构抗震的功能要求。而且在基于损伤的抗震设计中用到等效位移延性系数,可以不需了解结构在动力荷载作用的时程反应而考虑结构往复弹塑性变形和累积耗能的影响。并从设计开始阶段就引入损伤指标,使损伤指标在设计过程中真正起到控制作用,体现了其方法上的先进性。由于结构的损伤机理较为复杂,许多问题还没有得到和应用前景基于结构性能的抗震设计理论尚不成熟,要广泛应用于设计还存在定的困难,尚需对以下问题展开研究在地震危险性方面,要实现由烈度向地震动参数区划的过渡......”

9、“.....在结构性能方面,以结构性能为基础提出抗震设防水准,定义不同结构的性能目标。对于结构不坏可修不倒等模糊的定义,采用量化数据或具体化的定性数据来描述,例如对结构和非结构构件破坏的数量和程度等。研究和建立结构功能失效标准和结构破坏标准,将目前的以分项系数表述的极限状态表达式过渡到以可靠度指标来描述。基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础的结构设计,是设计理念上的次变革,涉及结构抗震设计的各个方面,对工程结构的设计和发展具有重大意义。利用该理论进行结构抗震设计,可充分发挥工程师的主动性,满足人们对结构性能的不同要求。从各国抗震设计规范修订动向来看,可以说基于性能的结构设计是世纪抗震设计规范的趋势。结构抗震设计方法比较概述目前研究探讨的几种抗震设计新方法之中,基于性能的抗震设计最为引人瞩目......”

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