建筑物基于性能的耐震设计实用方法研究

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1、同济大学土木工程学院博士学位论文建筑物基于性能的耐震设计实用方法研究姓名：林增吉申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：吕西林20080301摘要台湾地匾自92l大地震後造成的人员俦亡及财麈损失给社岔经涪及人们的心裎带东了巨大的负面影馨。因此，封既有建篥物维修辅强及新建篥物毅针陪段，如何控制结耩的地震破壤程度，使地震炎害损失减到最少就愈颞重要。傅碗菁规筢是以强度，或强度轫性彀针，燕法把建篥物生命迥期受地震破壤情形叉经漕损失程度透明化描述貌明。近年束典起基於以爱位及多元参敦的性能耐震毅料理念舆方法，己得到世界各园地震丁程界的赓泛韶可，新建集物毅静，老葺建篥物强

2、度秤估、维修稀强，已明打於规筢中。璺於桨主已要求彀针罩位，选行耐震性能毅射，卸又燕一规篦或设射指南可遵循，或有投针分析榆核秤估聪遥寅例可供酌参，在寅携工程毅针中真正髓现性能耐震彀扦理念，性能毅封方法、完善的耐震毅静规箱、存有大量的同题需待造一步研究解泱，工程师们要造行耐震性能放射受到很大挑戟。基於性能的耐震毅静方法，首要探封性能毅针之理念，包括性能目檩舆檩辈，性能等级以及地震危害，以及嘹解各程结樽分析方法，监探讨世界各固有阔性能毅针规定，徒而封台湾屋年柬有网性能毅升法规之探索，台湾现行毅封规筢雕隐含有部分耐震性能彀针之理念，如考虑30年回矫期、475年回蹄期、

3、2500年回鼹期之地震，及要求475年回鼹期地震下非弹性位移赣生棰限值之一半、中小地震下捣控制非结槽旖之破壤而限制最大居同燮位之比值，规箍也考魔多等级地震危害下之耐震投静目檩，但现行规箍仍然强调强度毅静，馑封中小地震下之结横燮位加以限制，用以控制中小地震下之非结横横材之破壤，而非揉用性能彀针方法。台湾地匾始於1997年版规筢方有韧性耐震彀卦之规定，而性能设针以非缘性分析方法捣主要，本文由韧性封地震之效用舆遇期鞠保，建篥物之韧性容量及耐震毅卦基本原剧加以研究，非综性分析方法有鞠之容量震藉、需求震藉，ARDS曲缘之建立加以基磋研究。造而探讨傅统菁规筢及强度轫性毅针

4、法，强度轫性耐震能力抨估法，以各半屠耐震能力表示耐震能力，鼓现其不足之虑。惩法把建纂物生命遇期受地震破壤情形及经漕损失程度透明化描述鞔明清楚。研析，现行彀封规箍之强度轫性法，熙法：善控结耩之破壤横制，不能有效估封结耩在强地震力作用下工作性能之缺失。惟有，探剖‘非缘性静力分析法(推覆分析法)，用以估计结槽和樽件之非缘性整形，结果比强度轫性法更接近寅隙，能掌握破壤楼制。但利用推覆分析法(PushoverAnalysiS，造行耐震能力抨估舆设计，在寅裔上存在有静多同题，如混凝土楫造，空框架、含礴墙或剪力艚等塑性铰之建槽，分析流程，探用分析软件特性之掌握赭多嗣题，有待

5、克服。通遇本文的算例黢嚣，骚现其不足之忘，提出改善方式，可供可寅耪上虑用。台湾T程师造行结耩投静最常用的套装程式稳ETABS及SAP2000，遣雨套程式提供的非缘性静力分析又稻推覆分析，推覆分析可用以静算建篥物的基底剪力舆屋顶燮位的嗣保曲缘，经由ATC一40的蒋换规则，可得到建篥物的崩塌地表加速度。由於ETABS及SAP2000程式中七桓非综性塑性铰甲，均燕法直接鹰用於二雉RC艚上，因此需毅法以一雉棵柱元素或二力斜榫替代之模凝RC艚之非缘性行羯。本文以ACI规筢、相嗣文献及软化壁拉枵甑念探封RC剪力艚承受剪力之剪力强度及受位行麴，蓝提出剪力艚侧向强度及燮位预测

6、模式，文中收集台湾12倜全尺寸RC剪力牖测弑资料透明预测模式之辈磋性，最後再以ETABS程式靛明预测模式分析方法。台湾一般使用者在推覆分析畴多使用SAP2000或ETABS软件，但经常由於使用者不熟悉内部参敦毅定，孽致分析结果可信度降低。有缢於此，本文胳以内政部建篥研究所出版之『钢筋混凝土建篥物耐震能力评估法舆推磨』辗告中的塑性铰抨估捣基磁，参考FEMA一273、ATC40等建谶方法，骚展出一套合理的推覆分析及耐震能力秤估方法：最後再以赏骏室弑黢敦攘造行比封，蓝以f花篷新城圆中j示筢耐震能力秤估的遇程。改善推覆分析法，使其逋合台湾地匾工程寅耢，以ETABS菊分

7、析软件，本文通遇封混凝土樽造空框架、含碍艚、剪力糌推覆分析法之理输研究蓝经寅例弑腧资料比封造行综合比较分析，建立塑性铰及分析流程之分析模型，通遇本文多倜算例的验菊，道用於混凝土槽造、钢槽造、隔震樽造、各獯横眉及梭稚结槽的非综性卦算分析。虑用ETABS非缘性封算软件，揉用本文提出的塑性铰及分析流程之分析模型，分剧封6眉混凝土梅造框架结槽模型、35屠铜槽造框架结横、28屠及23层混凝土耩造框架结棒模型、14属混凝土槽造框架隔震结2礴模型，造行了不同地震波下的推覆分析法及勤力畴程非缘性分析。羯探封建纂物在强大地震力作用下之非绿性燮形行南，本研究将强度轫性法及推覆分析

8、方法迄行比较。此外，本研究不馑利用推覆