浅谈钢结构方面基于性能的抗震设计研究

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1、浅谈钢结构方面基于性能的抗震设计研究摘要：根据我国目前的建筑结构设计规范，对既有建筑和新建建筑的抗震性能进行评估并对其加固，都是使用小震吋结构的弹性承载力和结构的抗震延性方法來满足小震不坏、中震可修、大震不倒的预防地震目标。冃前仅对小震弹性的承载力进行计算，再运用结构的抗震延性措施对既有建筑改建扩建也无法达到满足，已经无法满足大震不倒的目标。本文结合我国的抗震设计规范，引入世界上针对混凝土方面基于性能的抗震设计思想，研究出一套适合我国规范的基于性能的混凝土建筑结构抗震设计方法。采用弹性和弹塑性方法对不同水准地震下构件

2、受力和变形进行分析，从构件和结构两方面定量控制承载力和变形。关键词：既有混凝土建筑；基于性能；不同水准地震作用；弹塑性分析中文分图号：U442.55文献标识码：A文章编号：1671-3362(2013)04-0059-021基于性能的抗震设计方法L1抗震性能目标设定和选用结构的超限程度会直接影响结构的延性变形能力o抗震性能n标是指在预期的设定地震屮对建筑结构造成的预期性影响。所以应该运用结构的不规则程度对复杂超限高层建筑的抗震设计从提高延性变形能力、增强承载力两方面考虑合适的手段保证安全。建筑业主要向设计者提供此建筑

3、物的抗震强度、对于业主的重要程度以及震后的修复难度等多方面选择抗震性能目标，而设计要向业主给予经济和技术上的分析。这些口标的选定要在方案设计和结构安全两方而z间进行。在此木文结合我国的抗震规范针对混凝土基于性能的抗震设计方法，对结构构件提出五种性能水准：LL1小震弹性在小震作用下，建筑结构的抗震承载力要满足规范要求，结构的层间位移也耍在规范位移范围之内。在设计构件时也要讣构件满足抗震设计规范。1.1.2小震弹性在中震作用下不考虑中震组合内力调整系数时构件要满足抗震设计规范。1.1.3中震不用服在屮震作用下不考虑屮震组

4、合内力调整系数和结构的抗震承载系数，构件所用材料的抗震系数和强度都要满足标准要求，结构的阻尼比也可以进行适当的增加。在中震作用下结构的一些薄弱部分和重耍部分耍满足抗震设计规范也可以达到屈服状态，但是构件不能发生破坏不能被剪切；构造还要满足抗震延性的要求。1.1.4大震不屈服在大震作用下结构的一些薄弱部分和重要部分要满足抗震设计规范也可以达到屈服状态，但是构件不能发生破坏不能被剪切；构造还耍满足抗震延性的要求。1.1.5大震可屈服对于竖直放置的构件不能发生脆性破坏；局部构造在大震下可以达到屈服阶段，构件发牛的变形值要在

5、要求范围之内；构都要满足高抗震延性规范的要求。1.2不同水准地震对性能的影响不同的地震对构件的性能造成不同的影响，在此我们要在不同水准地震下的基于性能的抗震设计对结构的性能进行计算，以保证能够实现其性能目标。在此就要相应的计算上文提到的小震弹性、屮震弹性、屮震不屈服、大震不屈服、大震可屈服作用下结构的性能。1.3小震对构件作用下的性能分析在小震作用前提下运用弹性反应谱，计算出对构件最不利影响下的载荷组合，计算时要想到构件的调整系数、构件设计时的载荷分布系数、构建的内力增大系数，其表达式为：SWR或SWR/r（只有竖直

6、方向的小地震作用时，I•取1.0）1.4中震对构件作用下的性能分析在屮震作用前捉下，运用平常的弹性分析软件对拟弹塑性结构的弹性进行计算，并对其进行检验，其构件分别按照弹性或不屈服进行分析。（1）在中震作用下构件的薄弱部分和一些重要部分，计算吋不用考虑地震组合内力调整系数，但构件材料的抗震设计承载力的系数和材料的分布系数耍考虑在内，载荷组合的分项系数是rRE。在这种情况下的分析设计表达式是：S^R/r（2）对于不考虑地震组合内力系数，对性能目标设定成中震不屈服的构件,它的载荷分项系数均取1.0,不考虑材料的抗震承载力和

7、分项系数在这种情况下分析设计表达式为:SWRR是在构件材料标准值情况卜•计算出來的承载力标准值。1.5大震对构件作用时性能分析大震作用下构件进入弹塑性阶段，某些性能目标位大震不屈服的重要部位或薄弱部位应采用非线性计算方法。静力弹塑性设计表达式：SWRR是在构件材料标准值情况下计算出来的承载力标准值。大震条件下动力弹塑性设计表达式：对抗剪承载力进行检测：S=r(D+0.5L+E)=1.2(D+0.5L+E)WR对抗弯承载力进行检测：S=r(D+0.5L+E)=1.0(D+0.5L+E)三Rrv为强剪弱弯调差系数。对在大

8、震条件下可屈服的构件变形时进行控制：▽=(D+0.5L+E)^8在此指出:在ASCE-41和FEMA356两种构件的变形控制设计中,考虑到强度大地震时构件发生剪切小地震时构件发生弯曲的抗震概念，对构件发生剪切下的变形控制已经比发生弯曲变形的控制更加的严格，在此我们不再使用强剪弱弯调整系数rv。ASCE-41构件变形控制指标再经过屮国规范换算。2