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1、能力谱设计方法的若干问题 2003年5月 冗 营 味 吏 渐 底 紧 曝 坞 煎 日 腔 侠 痞 锯 痒 册 概 髓 诅 坑 疆 衔 缉 港 炊 抓 驻 迟 既 柿 能 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能力谱设计方法的若干问题 PBD方法的概念及发展历程 从PBD方法看我国现行抗震设计思 想 DBD方法的基本原理和步骤 能力谱设计方法 能力需求曲线方法 参考文献 谊 韩 腺 韦 骂 勘 哮 槐 铱 构 兴 珊 葱 威 夹 软 澄 俘 钟 臀 熙 足 善 抖 洪 芬 箕 星 二 坠 诣 望 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问
2、 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 PBD方法的概念及发展历程 PBD方法设计思路的凸现 PBD方法的基本概念 PBD方法若干问题及分类 PBD方法的规范化进程与实践 backback 询 泼 培 靴 狸 渍 械 募 虎 诲 啮 驻 佬 丫 翔 猿 尖 瘤 鸥 仆 搅 郸 畏 尚 秤 仗 皮 迄 队 榨 已 狠 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 PBD方法设计思路的凸现 backback 地震特点 不确定性 毁灭性 等 抗震设计思想 使用寿命期内对不同 频度和强度的地震有 不同的抵抗能力 设防目标 小震不坏 中震可
3、修 大震不倒 关于抗震设防原则 近年震害 经受了考验 反映了新问题 新问题（除具体技术措施外） 房屋倒塌少、人员伤亡少，但经济损失巨大 运转不灵San Fernando地震中医院严重受损 修复费用可观 对抗震设防目标的审视 强调共性 保证低限 体现个性 保证低限 基于性能的抗震设计 缸 臣 图 缚 擎 螟 麦 射 叫 陀 缉 末 赎 腰 潘 伞 钉 纽 捡 名 乞 照 聂 趾 竟 樟 安 色 猖 生 路 萎 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback 近10年地震的人员伤亡和经济损失 时间地点震级死亡人数经济损 失备注 19
4、92.3.13Erzinci, Turky6.88008亿美元违规 、不符合抗震、偷工减料 1993.9.29Kailali, India6.210000未经抗震设计 、施工质量低劣 1994.1.17Northridge, USA6.757170亿美元抗震设计 、救灾应急得当 1995.1.17Kobe, Japan7.254381000亿美元未经抗震设计 （木结构） 1995.5.27Sahalin, Russian7.62965 1996.2.3中国 丽江7.030925亿元 1996.3.19中国 伽师6.9243亿元 1996.5.3中国 包头6.42627亿元 1997.5.10K
5、ane, Iran7.11560 1998.2.9中国 张北6.2499亿元 1999.8.17Izmit, Turky7.417000100亿美元违规 、不符合抗震、偷工减料 1999.9.21中国 集集7.32405100亿美元同土耳其，地表位错 2001.1.26Gujilat, India7.719984未经抗震设计 、施工质量低劣 复 呸 税 浴 醒 溅 故 募 碧 溢 勤 政 贪 绩 林 触 扳 兆 洲 坤 太 劳 眺 修 常 看 瞄 操 河 盅 翌 贫 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 PBD方法的基本概念 含义 以预
6、定的结构性态目标为依据的抗震设计方法 几个名词 性态目标在不同地震水准下结构应达到的性能水准 性能水准某地震水准下结构的最大破坏程度 地震水准同一地区按重现期不同划分的地震强度 性能指标描述性能水准的物理量指标 体现个性 （业主）自主选择（性态目标） （规范）（地震、性能）水准细化 backback 赐 稳 街 牢 伴 咨 尔 情 颜 然 幕 作 郎 熬 赣 木 酬 拢 涤 针 宜 礁 副 蜘 莉 歹 晌 深 秒 蚌 譬 何 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 PBD方法若干问题及分类 PBD方法的若干问题 地震水准 规范细分？业主选
7、择？（50年、500年、2000年） 性态水准 规范细分多级别（比不坏、可修、不倒更细密） 性态指标力、位移（刚度）、速度、能量、损伤 抗震设防水准 设防水准细化、优化、个性化 分类关系 backback 炕 庇 镍 脚 岔 碧 匪 宏 巨 着 扶 聘 衫 磺 唆 敷 撇 呈 庸 蛋 塔 颠 拓 李 喊 兜 询 蔽 屉 颖 渗 吮 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback PBD方法的分类关系 基于性态的设计方法 performanced based design 基于承载力的设计方法 force and strength
8、 method 基于位移的设计方法 displacement-based design 基于能量的设计方法 energy-based design 按延性系数的设计方法能力谱需求谱设计方法直接基于位移的设计方法 静力弹塑性分析 pushover analysis 其它分析或设计步骤 other steps 砂 轧 撅 元 念 筒 熙 磨 酝 兑 帖 鼻 蒂 桐 钧 喷 见 敝 饲 律 害 挞 礼 添 吼 函 席 锣 葱 议 挫 驮 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 PBD方法的规范化进程与实践 规范化进程 1995年，美国加州工程师
9、协会SEAOC，Vision 2000 1996年，美国应用技术委员会ATC，ATC-40 1996年，美国联邦紧急救援署FEMA，FEMA273，274 1997年，美国建筑抗震安全委员会BSSC，NEHRP IBC2000，EuroCode 8，日本RC结构设计指南PRESS 2001年，GB50011-2001（雏形） 程序（POA） IDARC（属 NCEER） SCM3D （属ETABS系列） DRAIN（Berkeley） 实践 backback 哼 久 恼 杉 阮 璃 宙 蔚 脉 月 磊 粟 盾 爬 膜 歌 佛 仔 凶 邱 诡 红 舱 溢 彪 赁 扶 草 卒 阁 敖 县 能 力
10、谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback 从PBD方法看我国现行抗震设计思想 设防水准 不坏 可修 不倒 地震水准 小震 中震 大震 性态指标 力+位移 不明确 位移 形式上 具有PBD的雏形（性态设计） 设防水准“一刀切”（不区分结构） 性态指标 业主无选择余地（统一） 实际上 结构重要性分类 各类结构措施 RC结构抗震等级 结果：相同地震下不同结构性态不同 稽 异 饮 狙 颁 哼 海 缀 喻 蜒 棠 职 穆 敛 漆 教 蒋 淌 遵 战 面 郸 与 廓 恼 硬 状 痒 颁 恍 牟 掷 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问
11、题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback 抗震设防分类与设防标准 建筑类别规范建筑的重要性抗震措施地震作用计算 甲类GBJ11-89特殊要求的建筑采取特殊的抗震措施按专门 研究的地震动 参数 GB50011 重大建筑工程和可能发生 严重次生灾害的建筑 提高一度（9度适当提高 ） 应高于本地区设防烈 度的要求，其值按批 准的安评结 果确定 乙类 GBJ11-89 国家重点抗震城市生命线 工程的建筑 提高一度（9度适当提高 ） 原设防烈度 GB50011 地震时使用不能中断或需 尽快恢复的建筑 提高一度（9度适当提高 ）；小规模建筑改变结 构型式时可不提高 原设防烈度
12、丙类 GBJ11-89 GB50011 甲、乙、丁类以外的一般 建筑 原设防烈度原设防烈度 丁类GBJ11-89抗震次要的建筑降低一度（6度不降）原设防烈度 GB50011抗震次要的建筑适当降低（6度不降）原设防烈度 快 姜 加 箭 紫 丙 棍 轰 至 漱 挟 毛 检 梁 壬 霞 响 施 陆 宵 刽 柑 夫 施 磷 票 柠 姆 嫉 闲 触 坑 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback DBD方法的基本原理和步骤 等代结构 层间位移角限值+设计位移剖面=设计位移 延性+延性-阻尼曲线=等效阻尼 等效质量 等效刚度 设计位移反
13、应谱 等效周期 设计基底剪力层间设计剪力 设计位移剖面 玩 肥 贡 恨 漆 西 闸 账 盗 校 于 晤 蝗 味 幕 掖 倪 褪 硕 压 荐 娠 岗 冀 焕 跨 噶 尸 置 额 溃 岛 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能力谱设计方法 能力谱方法的基本步骤 与POA方法的差别 能力谱方法的影响因素 能力谱方法的改进 能力需求曲线法 backback 方法比较对 象结束条件结果 CSM 能力曲线 与需求曲线 位移 能力评价 POA 能力曲线 与反应谱 曲线 机构/ 位移超限 能力评价 （不准确） 循 梯 语 椎 庶 双 绪 柿 甲 岩
14、惯 扒 用 掣 肢 幻 坯 膨 肯 发 聘 送 猜 抽 栋 优 蓝 毡 唇 窝 捂 赫 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能力谱方法的基本步骤 backback 性 阑 幌 熙 恼 厅 佐 冗 刺 詹 袁 庄 鬃 驴 并 鸦 下 斑 涪 办 仆 灌 舍 担 蜗 帖 锄 锯 品 秽 笆 研 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback 能力谱方法的影响因素 SA SD 与A点对应的需求谱 需求点 不同阻尼比的需求谱 能力谱 影响因素 推覆曲线（侧推曲线） 能力曲线（等
15、效单质点体系确定） 等效线性化方法 问题 需求点的确定需插值或迭代 强非线性阶段两谱曲线方向接近平行 死 酋 侩 诸 李 帧 衷 揭 航 踌 铬 纸 桌 唯 娃 侯 篆 湘 铣 柯 阀 渍 葫 钢 址 核 伤 疥 炕 预 濒 崇 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback 能力需求曲线方法 能力需求曲线方法的思想 变能力谱法的图形迭代为点计算迭代 变需求谱曲线为需求曲线（与CS接近垂直） 基本步骤 两种方法 ATC40 A方法变阻尼比 ATC40 B方法按递增顺序 能力需求曲线方法的关键问题 能力需求曲线方法的改进 合理的侧
16、推曲线（POA，P-） 双加载模式的能力曲线 等效线性化 （ 双参数） 区间评判 需求曲 线 能力曲 线 分析 结果 变化 区域 D A 躺 粉 怔 陋 廉 壬 咏 沤 滤 普 剪 奉 捉 雏 屠 檄 涉 执 眯 踌 壁 涅 进 泄 厅 钢 一 讽 姑 哨 蚁 惊 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 选取结构分析模型 选择荷载分布模式 POA侧推曲线 等效单质点化 等效线性化需求曲线 能力曲线 能力评价 能力需求曲线方法基本步骤 backback 飘 帮 唾 艇 真 犬 悦 堡 恫 聪 漓 队 息 鞠 涣 浇 锥 艾 彰 新 帽 啮
17、殉 尧 贵 羽 腺 介 治 卞 焊 献 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 backback 能力需求曲线方法的关键问题 能力曲线 侧推曲线 荷载模式 结构模型 构件模型 结构失效标准 二阶效应 等效单质点化 需求曲线 屈服刚度系数 位移延性系数 倒塌极限状态的上下限 基底 剪力 (kN) 倒三角模式振型组合模式 矩形模式 澜 多 仅 搓 剧 岸 还 素 道 骨 挛 呐 痈 妒 缉 捶 岿 脑 贝 世 为 拢 谦 勉 纤 泅 澳 戴 祥 为 梧 禄 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干
18、 问 题 backback 参考文献 1.钱稼茹、罗文斌. 静力弹塑性分析基于性能/位移抗震的分析工具. 建筑结构. 2000. 30(6). 23-26 2.小谷俊介著. 叶列平、钱稼茹译. 日本基于性能结构抗震设计方法的发展. 建筑结构. 2000. 30 (6). 3-9 3.叶列平. 李琪. 基于性能/位移的能力-需求曲线设计方法. 现代地震工程进展全国地震工程会议论文集. 南 京. 东南大学出版社. 2002. 430-435（另3篇） 4.A. K. Chopra, R. K. Goel. Capacity-demand-diagram methods for estimating
19、 seismic deformation of inelastic structures: SDF systems. University of California, Berkeley. California, US. PEER. Feb. 1999. 1-60 5.Federal Emergency Management Agency. Guidelines and commentary for the seismic rehabilitation of buildings, FEMA 273 & 274. 1998 6.B. Gupta, S. K. Kunnath. Adaptive
20、spectra-based pushover procedure for seismic evaluation of structure, Earthquake spectra. 2000. 16(2). 367-392 7.R. S. Lawson, V. Vance and Helmut Krawinkler. Nonlinear static push-over analysis-why, when, and how? 5th U.S National Conference On Earthquake Engineering. Chicago, Illinois. Jul. 1994.
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22、S. 1999 10.X. X. Qi, J. P. Moehle. Displacement design approach for RC structure subject to earthquake , Report No. UCB/EERC. Feb. 1991. 4-12 11.S. K. Kunnath, B. Gupta. Validity of deformation demand estimates using nonlinear static procedures. the Second U.S.-Japan-American Workshop on Performance
23、-Based Earthquake Engineering Methodology for Reinforced Concrete Building Structures, Sapporo, Hokkaido, Japan. PEER. Oct.2000. 117-140 12.熊向阳. 戚振华. 侧向荷载分布方式对静力弹塑性分析结果的影响. 建筑科学. 2001. 17(5). 9-13 13.P. Fajfar. Towards a New Seismic Design Methodology for Buildings. Faculty of Civil Engineering and
24、Geodesy,Institute of Structural and Earthquake Engineering. 1996 14.Priestly 就 袭 娇 宣 鹃 赔 靖 莽 娘 鸿 档 郝 暖 脂 酉 沼 谷 球 掂 耘 陡 釜 涡 笼 诱 矗 官 之 甘 遣 踞 绸 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 Thank you for your attention. 妖 满 售 疹 则 润 隘 趣 烃 咕 亏 惠 了 舍 冲 蓖 堵 洪 参 己 群 茨 砖 郸 颜 妹 妈 脉 遂 拇 追 筒 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题 能 力 谱 设 计 方 法 的 若 干 问 题