建筑结构抗震设计理论发展

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1、四川建筑科学研究第4O卷第4期238SichuanBuildingScience2014年8月建筑结构抗震设计理论发展张建新，李辉，李青宁(1．四川建筑职业技术学院，四川德阳618000；2．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：力和位移作为设计变量，都具有明确的物理意义，而结构抗震设计思想从传统的基于力的设计转变到基于性能／位移的抗震设计，在国内外受到广泛研究，并被认为是未来抗震设计的发展方向。因此，在有关文献的基础上，简要介绍建筑结构抗震设计思想的发展历程，同时重点对常用的基于性能的抗震设计方法作了较系统的探讨，最后提出一些设计建议。关键词：

2、抗震设计；性能；延性系数；能力谱；直接基于位移中图分类号：TU352．1文献标志码：B文章编号：1008—1933(2014)04—238—04了较系统的探讨，最后提出一些设计建议。0前言结构抗震设计理论的发展概括起来大致经历了从20世纪初日本最初提出简单的抗震设计思静力法、反应谱法和时程分析法以及基于位移／性能想⋯，到目前国际上普遍认可的“小震不坏、中震可的抗震设计方法和能量设计方法。下面，将分别予修、大震不倒”的指导思想，再到基于性能的抗震设以详细叙述。计思想(PerformanceBasedSeismicDesign，即PBSD)1静力法理论阶段的提出，结构抗

3、震设计经过两次质的飞跃迈进了更加人性化的发展阶段。这是人们在不断总结历次地静力法是自20世纪初期到40年代采用的抗震震经验教训的基础上取得的结果。最为典型的案例设计方法。该方法将结构视为刚体，假设各质点振就是1994年美国Northridge6．7级地震和1995年动加速度均等于场地土运动加速度，由此计算的地日本Kobe7．2级大地震。人们逐渐认识到过去仅震作用按静力施加于结构进行静力分析。该方法没以保证人的生命安全为单一目标的设计理念现在已有考虑结构的动力响应，仅考虑质点加速度与地面经不能满足社会的需求。这就促使结构抗震性能从运动加速度(即烈度)相关，又称为烈度法

4、。宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，从而2反应谱法理论阶段可以达到业主所预估的性能目标。为此，20世纪90年代美国、日本、中国等国先后开始了基于性能的抗反应谱法考虑了质点的地震反应加速度相对于震设计方法的研究。⋯。试验研究表明：建筑结构地面运动加速度具有放大作用，采用动力方法计算抗震性能与其变形指标有很好的相关性，建筑结构质点体系地震反应，建立了与自振周期有关的速度、在大震作用下倒塌的主要原因是由于其变形能力和加速度和位移反应谱；再根据加速度反应谱计算出耗能能力不足造成的。建筑结构良好的变形性能是结构地震作用，然后按弹性方法计算出结构的内力，避免混凝土结构在罕

5、遇地震下倒塌的根本保证。基根据内力组合进行截面承载力设计。但是，反应谱于此，结构抗震设计思想从传统的以力为主的设计是基于弹性动力反应分析获得的，无法确定结构的转变到以变形为主的抗震设计得到重视和发展。因弹塑性反应。为了考虑结构在大震下进入弹塑性阶此，本文首先介绍建筑结构抗震设计思想的发展历段，又采用构造措施来保证“大震不倒”，这就是目程，同时重点对常用的基于性能的抗震设计方法作前各国抗震规范中主要采用的基于反应谱理论的承载力结合构造措施保证延性的抗震设计方法。收稿日期：2013-04-013时程分析阶段作者简介：张建新(1980一)，男，山西灵石人，硕士研究生，主要

6、从事工程结构抗震方面的研究。随着计算机技术的发展以及对结构弹塑性恢复基金项目：四川省科技厅研究项目(2009SZ0107)E—mail：359978668@qq．tom力模型的研究，时程分析方法成为结构在强烈地震2014No．4张建新，等：建筑结构抗震设计理论发展239作用下弹塑性变形的计算方法。该方法直接对结构5)由结构等效单自由度的力一位移骨架曲线，输入强震加速度记录，选择恰当的结构恢复力模型，根据等效刚度K。和设定的目标位移Ad确定结构直接对动力方程进行积分求解，得到大震作用下结极限状态下的结构内力F该承载力就是与刚度构的弹塑性反应。时程分析方法被称为是求解结

7、构和位移Ad对应的结构地震总水平力或基底剪弹塑性反应可靠有效的方法。但该法较复杂，工作力，然后就可以按现在通用的方法进行结构抗震设量较大，在地震波选取、恢复力模型、结构计算模型计及配筋计算。等方面存在不足，使其难以在工程中推广应用。该抗震设计方法直接用位移指标衡量结构的抗震性能，可以在设计初期就明确结构的性能水平，并4基于位移／性能的抗震设计思想且使设计的结构性能正好达到目标性能水平。计算基于位移／性能的抗震设计理论(Performance—方法较为简单，便于设计。尽管比基于力的设计方basedSeismicDesign，即PBSD)是1992年由美国学法更能体