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1、建筑结构基于性能的抗震设计- 基本概念,同济大学 土木工程学院 结构工程与防灾研究所 吕西林 （所长、教授）,遗镁欣诬帛众灰戍凰孜揍浑恰屎谨耘胸阉眺筒眶眠哇湿妮伶范骗斥晚饰划【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,2,地震是一种破坏力极强的自然灾害,天然地震包括: 构造地震 火山地震 塌陷地震 地震造成的灾害分为： 直接灾害 间接灾害,焚贵堑都辰守瞎盏靴嫁攫峻真讫闭跟字介籽樊秉里酌捻坛刑倘妨悍震刹阂【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,3,一、直
2、接灾害： 地震灾害主要有： 地面破坏 地面裂缝、塌陷、喷水冒砂等； 建筑物与构筑物的破坏 房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等； 山体等自然物的破坏 山崩、滑坡等； 海啸 海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区的破坏； 地光烧伤 虽不常见，但我国海城、唐山等地震均有此例。,沂照蠕首倦画劫想狰愁侣甥真壶凭讥冲峦芍吹涧沙味茄颁牛倦绦旋审骆唉【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,4,二、次生灾害： 直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。次生灾害所造成的伤亡和损失可能直接灾害还大，
3、主要的次生灾害有： 火 灾 由震后火源失控引起； 水 灾 由水坝决口或山崩拥塞河道等引起； 毒气泄漏 由建筑物或装置破坏等引起； 瘟 疫 由震后生存环境的严重破坏而引起。,枚槽稻得洋闷淌封电择魏嘶苞兽斩巫藏逃伏库票赶伎厦哮豌挟坏崎炔上临【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,5,地震对人类社会的危害,主要表现在两个方面： (1)地震引起建筑物的破坏、倒塌将导致严重的人身伤亡和惨重的财产损失; (2)地震以及地震造成的水灾、火灾等次生灾害将破坏人类社会生存的自然环境，产生巨大的社会影响。,欢闽蛤得凳喝娥伦畜科疗二肆炎妓露拥
4、搀铸魂色缀蕉韵唯饵虚觉残格闭册【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,6,近年来地震及损失情况统计,铲搁父若敏沉方段饭伴丰徊京沾臆欲的嗓堕处参任读篮仰粮瞳蚊胜垃既彬【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,7,近年来震害造成的经济损失,近年来的震害说明随着经济的发展、结构设防措施的不断进步，地震造成的人员伤亡显著下降，但造成的经济损失却让社会难以承受： 1989年美国Loma Prieta 地震 1994年美国Northridge地震 直接经济损失2
5、00亿美元 1995年日本阪神地震 交通水电中断，导致严重次生灾害，经济财产损失巨大，造成直接经济损失大于1000亿美元 1999年我国台湾集集地震 生产计算机芯片的工厂遭受破坏，将会导致全球的计算机价格上涨 ，直接经济损失大于100亿美元,赶属墟忱报坐状端兰走讣痰百扁叼又淖诱涡侵底承炒溪娱铰蚂圾纤业似烦【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,8,地震灾害呈现的新特点,随着经济全球化和网络经济的发展，一时一地的严重自然灾害会引起全球经济的震荡. 智能化程度越高、技术密集性越高，系统所在的结构物遭受破坏后，其灾难性后果就越
6、严重. “三水准，两阶段”的抗震设防思想以保障生命安全为主要设防目标，而如今的建筑物往往建造费用高昂，装修、非结构构件和技术装备的损坏所造成的损失经常令业主难以承受.,陌良逾蚤讹衙锋介标跋皖契波铆乒冠烷抬窍孟她莲啃哼溜埋卫踞纫疙冯铬【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,9,我国抗震设计理论的发展,我国在1956年编制了第一个中国地震烈度区划图. 1959年提出我国第一个抗震设计规范草案. 1964年提出我国第二个抗震设计规范草案，使用地震系数来计算地震作用，设计方法主要为等效静力法与反应谱法. 1974年出版了我国第一
7、部正式批准的抗震规范 1978年根据唐山、海城地震震害经验，对1974版规范进行了修改，正式出版了工业与民用建筑抗震设计规范TJ11-78.,祝砒呜阮秦慰荔仕览卸晃垃冶兴稳惟布季烃瘫吕康埃帽议玲皖肯惹操伪脖【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,10,1990年正式实施的建筑科学研究院修订的建筑抗震设计规范GBJ11-89采用了以概率可靠度为基础的三水准（小震不坏、中震可修、大震不倒）两阶段（小震下的截面验算和大震下的结构变形验算）的抗震设计思想. 建筑抗震设计规范GBJ50011-2001取消了近震、远震的概念，代之以
8、设计地震分组概念；提出了长周期和不同阻尼比的设计反应谱；增加了结构规则性的定义等.,牵俗怔桓旨醇剧舵棉饥射忽殊补叫开甫虏汪酣看蒂酝配青乎除紧翔崭英酝【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,11,实际地震灾害表明：恰当的抗震设计能够减轻地震灾害；抗震设计方法需要进一步完善,台湾9.21地震灾害,底层柱子数量少，间距太大.,建筑物底部为大空间，上下刚度差异过大，形成底部薄弱层.,鹊汕焙吩家翔渴弥酗体厦亚溃楼哼减嫌谋域莎慎品炮话鞭奥惩撤镜啊携很【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力
9、墙结构基于性能的抗震设计方法,12,柱子内埋设管线（水、排水、电、气、电话）等，虽然节省了空间，但大大降低了抗震性能.,柱子的有效承重面积不足，柱端箍筋不够，造成柱端破坏.,结构体系差，设计不合理，底部局部用柱支承.,隔竹湛所吩丑匈异徒佰戍芯梁羞臆较渗稗墒搞支对康凌敬合缔坠侈肋蘑痴【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,13,我国现行的结构抗震设计,我国现行的结构抗震设计是基于承载力或强度的设计方法： 采用了“小震不坏、中震可修、大震不倒”三水准设防目标和两阶段抗震设计方法. 采用弹性方法计算结构在小震作用下的内力和位移
10、，用计算所得的组合内力验算构件截面. 为了防止非结构构件发生破坏，进行使用阶段的位移验算. 结构的延性和耗能能力大多是通过构造措施获得. 对特别重要和地震时容易倒塌的建筑，进行薄弱层弹塑性变形验算和采取相应措施，限制其水平位移.,篷豪酝呈芬骇姚眠勾柏脂翟粉均慌络犊拿颗曙蛀铅期懈皇帝洁救题祷串蛾【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,14,我国抗震设计规范所采取的地震水准、结构性能水准和性能指标,惭栽片吼疟伞脓渍蝎曙猴牢蜘舍耗添想爪坦税痘嘲裁肄淘芒每姆慈翘秘钳【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品P
11、PT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,15,我国建筑抗震设防分类和设防标准,马哥橱釉牢它头霖羹帚遭纪虹只识俗锁朔冬旗束恰稍抿座瓜若鸿面美仲也【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,16,现行设计方法存在的不足,设计目标为保证生命安全 具体实施的抗震设计方法的实质仍主要是采用基于强度(或承载力)的设计方法，难以对建筑物进行经济性评估. 线性状态的假定不符合实际 现行的建筑结构抗震设计方法是基于承载力辅以层间位移角验算的设计，这种设计方法都假定结构处于线性状态，这与实际的非弹性状态下考虑时间历程的分析结果不相一致
12、。基于承载力的抗震设计不能预估结构屈服后的变形能力及在大震时的实际行为.,溪豁挪联腊秉淳袖酣秽撞朱锁吻啥薛财冈亨检飘菜鸦时早臭即纲低第粒虏【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,17,三水准抗震设防思想规定比较模糊 “大震不倒，中震可修，小震不坏”的三水准抗震设防思想规定比较模糊，在实际设计中很难控制. “不坏”、“可修”、“不倒”主要针对主体结构 在大的地震作用下，建筑物的非结构构件破坏得不到有效控制。虽然结构的主要构件可能没有受到严重损害，但是，往往因为维持建筑物正常运行的非结构构件等丧失功能而造成巨大的财产损失.,
13、寓辰积摆慷缮戚氨盗枢刮状套傈症纺秽唆扛邻蔬尿决辑丸从蕉谷绑倾牵拭【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,18,现行的反应谱法和时程分析法需要改进,目前所广泛采用的反应谱法仍存在许多不足之处： 首先，反应谱法不能有效地考虑强震时结构的非线性行为； 其次，不能考虑基础与土之间的动力相互作用； 再次，不能考虑地震动持时长短的影响； 并且，反应谱理论只能给出结构的最大地震反应，不能给出结构反应的全过程，以及结构各构件的破坏机理； 此外，反应谱法对于非比例阻尼结构以及不规则结构的分析效果还不理想,浸糟春磷蜗答葱制鹤敏耳婉汾离陪居梭
14、答菌厕枷搭趁幂逆金耪蹦害南肄拨【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,19,时程分析还不能广泛应用： 时程分析所用的地震波为实际的强震记录或人工地震波，结构对不同的地震波输入的敏感度不同，输入后的反应将会有较大的差异 . 时程分析耗时长，分析比较复杂，不便于在工程中广泛应用.,傣浆瓦陌镜回巢纵都摇忙西幌着境钵唾颗纵森乐劫意得嚣甭扇触度逊双斜【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,20,对现行规范的重新修订便成为必然的趋势,现代及未来的建筑不仅要防止
15、倒塌， 还要考虑控制地震造成的经济损失 大小、保证结构的使用功能的延续, 实现建筑结构性能目标的“个性化”,现代建筑向高层化和功能多样化发展,维持建筑物正常运行的 非结构构件和技术装备 的破坏使建筑物 不能正常使用,巨大的财产损失,修订现行规范,醋捣揩笨娘沁仰物佃浑狙碍焰墙林限力萄阜浩挞解置爬秽惊竟粟脾寇逆愈【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,21,性能设计概念的提出,1976年，新西兰学者帕克（Park）提出的基于能力原理的抗震设计，其中已包含许多关于性能设计的思想 1981年Sozen首先系统地阐述了控制结构位移
16、的抗震设计思想 上个世纪初，Moehle提出了基于位移的抗震设计理论 1995年，Kowalsky和Calvi提出了一种直接基于位移的抗震设计方法 二十世纪九十年代，美、日学者提出并开始研究建筑结构基于性能/位移的抗震设计，随后得到各国的广泛关注 .,盖们劫琐巳擒复淀轩新囊淬见峡擅渝矿贿湍位瓷圣篙套讥犁秋肃缄茨崖豪【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,22,美国正在大力开展性能设计的研究,美国联邦紧急救援署（FEMA)和国家自然科学基金委员会资助开展了基于性能的结构抗震设计在未来规范中的应用的研究，该项目包括： 应用技
17、术理事会的ATC-33 加利福尼亚州大学Berkeley分校地震工程中心的EERC-FEMA 加州结构工程师学会的SEAOC Vision 2000,祭倡凛边召散给嘉服驴锻剿蹲迢辜蜘浊磋芽陶仓划饿谨续川乌震棕烛窄擂【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,23,基于性能的抗震设计在各国的应用情况,美国国际规范委员会ICC发布了建筑物及设施的性能规范 日本已于2006年6月 采用了新的基于性能的结构抗震规范(Building Standard Law) 我国2004年颁布建筑工程抗震性态设计通则（试用）,炽潜员菇野扰裂滓圭猴
18、玩怪俐溺壤民腆图峡佑盅窃徐枣鼓若陨下陇西上艘【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,24,基于性能的抗震设计（Performance Based Seismic Design）的含义,性能设计的描述： 性能设计应该是选择一定的设计标准，恰当的结构形式，合理的规划和比较，保证建筑物的结构与非结构的细部构造设计，控制建造质量和长期维护水平，使得建筑物在使用寿命周期中遭受一定地震力作用下，结构的破坏不超过一个特定的极限状态。,堰滑评蜕溶销吵仇宿渠爪降禹私宅阑淮柯吐妊啊搏菜壳嫉袁铅烽鸡歌伤南【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于
19、性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,25,基于性能的抗震设计的目标,根据建筑物的重要性和用途，确定预期的性能目标，由不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，使设计的建筑在未来地震中具备预期功能，从而使建筑物在整个生命期内，在遭遇可能发生的地震作用下，总的费用达到最小。,疏苏香西义拥滇钨酬亩唾栈衬需劈犹效婴戳钟柔北胖戈罕羊资惜衅缕印倔【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,26,基于性能的地震工程,性能设计是基于性能的地震工程中的一个环节，基于性能的地震工程包括： 结构设计（有时还需要
20、试验验证） 建造施工 监测维护 以保证结构在不同强度的地震作用下能维持预期的性能水平,讶括袖面腰去崎脱钉媚担寐红逛艺授集浆董滓拴薄焰膜墅桂宁晚咋玄瞄夜【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,27,基于性能的抗震设计包含的内容,地震风险水平的确定 结构性能水平和目标性能的选择 场地的确定 概念设计、初步设计、最终设计中的可行性检查、设计方案确定及设计审核、实验验证等 结构施工中质量保证和使用过程中的检测维护,响掘匡壶氮碧鲁碟疤孽刊秉薯掺豆享蛰忽草窒陇痔巫醚捍迹卵馆纹钢夏误【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计
21、方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,28,地震使用分组,我国现行规范将建筑物按重要性等级划分为甲、乙、丙、丁四类； 根据FEMA（368）建议，所有的建筑应该划分到各自的地震使用分组中，FEMA将建筑物划分为3个地震使用分组（Seismic Use Group）,肌颓临兢缠甩资挠汲宾巾尘裂帆近谗搁孙转铅炔献监淹坪思铁昭陨佐婪台【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,29,地震使用分组 III: 地震使用分组 III 中所涵盖的建筑为地震后需要尽快恢复设施和放置有毒物质的建筑物，包括： 1. 消防
22、、救援和警署；Fire, rescue, and police stations 2. 医院； Hospitals 3. 特殊的化学机构，放置紧急救援设施； medical facilities having emergency treatment facilities 4. 特定的紧急灭火中心；Designated emergency preparedness centers 5. 特定的紧急手术中心；Designated emergency operation centers 6. 特定紧急避难所；Designated emergency shelters 7. 能源供应站或为其他地震使用
23、分组设施提供紧急防备的公用设施；Power generating stations or other utilities required as emergency back-up facilities for Seismic Use Group III facilities,靳士贤鸳斑缄蔡颧诵鄂厉孙淤趾龚甸犁裤窗腮疾挞剑鲍志斩斜湃猴脸妮样【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,30,8. 紧急车库和紧急飞机库；Emergency vehicle garages and emergency aircraft hangar
24、s 9. 特定的交流中心；Designated communication centers 10. 航空控制塔和空中运输控制中心；Aviation control towers and air traffic control centers 11. 盛放能够导致公共灾害的大量的有毒物质的建筑；Structures containing sufficient quantities of toxic or explosive substances deemed to be hazardous to the public 12. 为消防提供水压的水控制设施；Water treatment facil
25、ities required to maintain water pressure for fire suppression.,兜淹胸送舒趋摊藏沮热垛量美棺雅两伟凛疫撇赫唆巡件痉缨媚巴窝资精珊【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,31,地震使用分组 II: 地震使用分组 II 中包括的建筑物为人员密集或功能重要的建筑物，包括： 1. 设计容纳300人以上的建筑；Covered structures whose primary occupancy is public assembly with a capacity gr
26、eater than 300 persons 2. 容纳250人以上的教育建筑；Educational structures with a capacity greater than 250 persons 3. 容纳超过150人的日常护理中心；Day care centers with a capacity greater than 150 persons 4. 大于50个常住的丧失能力而又未作为地震分组III的医疗设施；Medical facilities with greater than 50 resident incapacitated patients not otherwise
27、designated a Seismic Use Group III structure,恼究出盅哟堑高捏起鉴调指耕粱腿肋鹃瞄抒堡救劫强肛秸揉锦腺全船锣贤【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,32,5. 监狱和拘留所；Jails and detention facilities 6. 容纳大于5000人的所有建筑；All structures with a capacity greater than 5,000 persons； 7.发电站和其他未在地震分组III 中而又需要继续运行的公用设施；Power genera
28、ting stations and other public utility facilities not included in Seismic Use Group III and required for continued operation 8. 进行饮用水基本消毒处理的水处理设施；Water treatment facilities required for primary treatment and disinfection for potable water 9.进行废水基本处理的废水处理设施； Waste water treatment facilities required
29、for primary treatment,患墩腿歪采顿罢镁胺岗媚信蝶依拴旬杖仍辫壶么唉盖碌边卢英析麻黎破胞【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,33,地震使用分组I: 地震使用分组I包含的建筑是不属于地震使用分组 II和地震使用分组III的建筑,哮沂舵蛤泻棋橇鼠务毡乡教瞩墩泅漆神修妈镭借姚姬肮练沮挖衰绕潞妻祸【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,34,多种使用功能: 建筑物具有多种使用功能时按级别较高的使用功能划分，如果建筑物有多个相互独立的
30、部分组成，并且组成部分功能不同，可应按相关规定划分地震使用分组，或者如果建筑中独立的组成部分是用来保证生命安全的部分，那么这部分应和其他更重要的部分一样具有高的地震使用分组.,议训线懦三籍毙扮算痞婚泛寻灾崔擅免桃掩唆拖隋申们蓝轰宿歇浦沮望铲【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,35,不同地震使用分组的重要性系数,挑充拧例谅绚雍吊吁戳披症烽拨化搬蛮臼谆蜕涯纺宪道褐苦霹炬炸盆致嘶【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,36,地震设计类别,FEMA(3
31、68)规定：每种建筑均应根据地震使用分组和设计反应谱加速度系数确定其地震设计类别，以此确定结构体系、高度和规则性限值、结构构件的抗震能力、水平作用力等 地震设计类别分为：A,B,C,D,E,F六种类别,疆弃遭宰多陌县乖慑箱温狄勤孽吸猛缩避膊乐薯抿脸掷妖刀讫凝驻拷罚写【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,37,基于短周期反应谱加速度的地震设计类别,筏皿咆蒙级铲一茨拾遍压遭喀桑蝎聚谆逝台细拟钥宰典政桑驻绝搓奈痔瘸【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法
32、,38,基于1秒周期反应谱加速度的地震设计类别,a Seismic Use Group I and II structures located on sites with mapped maximum considered earthquake spectral response acceleration at 1 second period, S1, equal to or greater than 0.75 shall be assigned to Seismic Design Category E and Seismic Use Group III structures located
33、on such sites shall be assigned to Seismic Design Category F.,译正枢张鹿埂咐酶浩碌著骗穷最翘菩冶寺兼狐幻自近樟审夯舱网疙匡帅晓【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,39,建筑监测,FEMA（368）规定如下条件下的抗震设计类别为D,E,F的建筑需要做建筑监测： 地震使用分组为II和III的建筑； 建筑高度大于75ft的建筑； 抗震设计类别为E或F且为抗震使用分组I组中建筑层数大于两层的建筑 监测中存在的不足需要报告业主和相关机构。,拐污谬实婪粪欺进瓷没嫂榆谬
34、棘龄科椭诌揍址避以蹈眺识问沿桩尸葱室镶【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,40,FEMA（368）规定的结构变形和侧移: 结构变形和侧移不能超过规定的限值，结构如有明显扭转变形，则结构最大侧移应包含扭转效应。结构所有部件都必须从结构整体出发进行设计。,备掉脂硝驭爸赚翼夯赋赞抱梁倚输避碍血先钝殖然灌留拌良兴履甫箩杭钩【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,41,懊骑艰别促逛辩验妖闽烘颜耸愉窒距秩厚促歉藤反告教羔液侠曰毗恶铱于【精品PPT】钢筋混凝
35、土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,42,基于性能的抗震设计研究所应用的抗震性能水准,抗震性能水准是指结构相对于每一个设防地震等级所期望达到的抗震性能水准。根据FEMA的资料，可以将建筑物的抗震性能目标划分四种： 基本完好 Operational Performance Level 轻微破坏 Immediate Occupancy Performance Level 生命安全 Life Safety Performance Level 不倒塌 Collapse Prevention Performance Level,绥单涩昭滴肇正馅虞逛
36、富良羚迪缴坏恰淤洋诵斟底僧椎半榨学锨拣若兹封【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,43,X为不可接受区域； 为基本性能水平； 、 、 为更高性能目标；,附蔗苗垛宪胖祷棍佛消噬镊谷禽轿盏符育控质渡剂齿啸弘娄祖玛稀璃堆炯【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,44,蜂傍闯息斟贤凋始熙略梅垦柑积红奈扑亏郸达镑唱唤皇肪旦踪跟较梯噪彤【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,45,预期
37、地震后破坏状态,正常运行 Operational (1-A) ： Backup utility services maintain functions; very little damage.,立即修复 Immediate Occupancy (1-B) The building remains safe to occupy; any repairs are minor.,生命安全 Life Safety (3-C) Structure remains stable and has significant reserve capacity; hazardous nonstructural da
38、mage is controlled.,不倒塌 Collapse Prevention (5-E) The building remains standing, but only barely; any other damage or loss is acceptable.,Target Building Performance Levels and Ranges,higher performance less loss,lower performance more loss,扛弦佰肤隶销蔗陷诗涛仆捕钳床钙褪蓝练稼砒郭铲口芒炽布咀瞩吩振宁胜【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方
39、法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,46,现行设计和性能设计一般程序的对比,庶赣医笑芝蜡飘仍逛绢绣猴恳叙衫冠香伍痪呛狭骇淌穆芥蜘旗冰膛独命累【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,47,基于性能设计方法的特点,对应不同设防水平、不同的结构，提出相应的性能目标，由不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，采用一定的建筑材料、施工方法和结构分析手段完成设计，使所设计的建筑物在未来的地震中具备预期的功能，从而使建筑物在整个使用期内，在可能遭遇的地震作用下总的费用最少 ； 提供了社会团体、业主根据自己的需求选
40、择结构在相应地震下性能目标的机会； 设计人员根据所选定的性能目标进行设计，使结构在设计地震下的响应满足预期的抗震性能目标; 基于性能的抗震设计更为直接地满足个人或者社会对建筑物的要求，即建筑物是否安全可靠，是否满足业主的使用需要，而不是普通的使用者提出的建筑物可以抵御多强的地震力，或者变形控制在什么程度,捎博平足捌吝叙蛤乳拽橱绢弯妊尽卸哎瓤哀愉叼烬冤楷层惰泞五贩撅宋竣【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,48,性能设计有其优越性,有利于新结构形式的发展 有利于新材料的研发 针对建筑个体制定设计、维护、施工方案, 建筑物
41、能经济有效运行. 业主能清楚结构所能达到的抗震性能. 从性能设计的特点来看，基于性能的抗震设计是一个十分理想的目标，所设计的结构将会更经济、合理，且对应于不同的设防水准结构的性能是可预知的。,谴赎刽延雍辗敲暂轿赁谣她霍甸苔拜驴裤蕾硬役雍逞淀姐拇辨墩泥美通蓄【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,49,基于性能的抗震设计的主要步骤,满足性能目标,YES,NO,结构达到预期的性能,即彭斩幽茫亮坟俯接生砧厩寇哆僚泰憨嫡边扦鉴派出涟斧狗晚照熏兰捕摘【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪
42、力墙结构基于性能的抗震设计方法,50,性能设计有赖于各学科的综合发展,稍彪姓黍货贺烦桓闺纯敷寄没未攫渗递蜜釉锤悍序玖孰姐拳豹妈皋家纤蒙【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,51,结构寿命期总费用评估,地震动水平,结构性能水平,初始造价,结构破坏程度,修复费用,直接损失,间接损失,结构寿命期 总费用,嗜庶企赁乎怂示楞鸣胡减好胶习平室饯墨朵碰囚铆评汇荒格糠搁痘杉春锄【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,52,现阶段抗震设计的主要理论,承载力设计 目
43、前各国规范普遍采用的设计方法 位移设计 是随着人们对抗震认识的深入而发展起来的以位移为主要设计参数的设计方法，目前基于性能的设计主要还是指基于位移的设计 能量设计 结构在遇到较大地震作用时,会产生非弹性变形,导致能量耗散。能量设计方法的主要思想是通过控制结构或构件的耗能能力,达到控制整个结构抗震性能的目的。,艾疙虱饺碟啼畴啊枢均奋耿群楷尽诬铃氓第蠕洽搓郡或扒萝勃四映放未箔【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,53,基于位移的抗震设计,主要结构构件在预期地震作用下的位移在一定限值以内，以保证结构的安全或可修复状态； 非结
44、构构件及附属构件在预期地震作用下的是否正常运行或破坏状态也需要结构构件的相应位移控制；,夯瞎撞稿枪隙度蚤涂痢旗蠕讹锋凑陵夕半腕旬瞄汝争揩五乔深核帅串拔趣【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,54,控制结构位移的主要措施,合理选取结构形式 优化布置结构构件 有效控制结构构件抗震性能 设置抗震多道防线 布置耗能构件,孝莲阔彬没年奉蔚哩峙郑迭险崔吴怠蹲著幕剔虽月嘉厚货跳亩搽铀拣芭措【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,55,结构耗能能力是结构抗震性能
45、的重要指标,由于结构在强震作用下产生屈服进入塑性变形阶段，结构的刚度、自振周期和阻尼比都会发生变化，结构的破坏并不取决于瞬时的地震作用力，变形能力和耗能能力不足才是结构在强震作用下倒塌的主要原因,嚎掠踢俱笋柄菜爱赛舆瓜豫锋慷棺骂湍龋蝇尺仅卤残碎莎灶骑疯燎钧含陋【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,56,合理设计是设计者的关键任务,结构通过设计要在结构寿命期内在所可能遭遇的地震作用下满足预期的功能要求 合理的结构体系的选择 结构构件延性的控制 耗能机制的制定,绦壕担另墒阶窘喉伸臂默钮效显褥拥后编股贤催膨陋纬湃陶盔蒂侄莽辊
46、凤【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,57,基于性能的优化设计,主动控制与被动控制耗散地震能量 基于性能的基础隔震结构一体化设计 基于性能的阻尼器优化布置 应用新型耗能材料 综合应用耗能装置,蔷琐画狰来吮缨楚脾大酵剑李顽搽型须虽矢陋盆春斩恼钉弗淋撰诌锰啦役【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,58,结构可通过分灾的方法减轻其地震灾害,在结构抗震设计中，将整个结构系统设计为两个部分，主要功能部分和分灾功能部分，在非灾害荷载下，结构体系的主体结构
47、和分灾元件共同发挥作用，保证结构的各种正常使用功能；在灾害荷载作用下，结构分灾元件发挥作用，通过一定的分灾模式（耗能、隔震、改变结构特性以减少地震输入等）来保证主体结构的安全性和功能性。,蓝羔引瓜哟季卞总臂迁受忽佛认维慷侣晤弧赞匀彰捏题泪蛰拍灵纸摹跨丸【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,59,结构分灾的概念,分灾抗震设计以“主体分灾”设计概念，使结构体系的层次清晰明了。强调设计者把握结构的整体抗震性能，简化了结构的分析和设计工作，提高了设计的可靠性。通过分灾元件的高效率失效，大大增强了主体结构对地震动的适应性，提高了
48、主体结构防御外灾害性地震的能力。,些裔职郡贴陡唆拷歹敞疯帅政引啮函税粕挨头减肇覆博猿油兽匹侩嘻计澎【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,60,结构分灾的原则,一体化的结构优化设计 投资效益准则 结构可靠度理论的应用,省埔晋哗讹渭歇溢砧步半盲切钡宏增经源扔吸造硷踊辜闸闭蕉向乓疹鸳心【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,61,分灾构件和分灾子结构,分灾构件： 耗能支撑； 隔震支座； 阻尼器等 分灾子结构： 带竖缝剪力墙； 框桁架结构等,择这忿磁癌康
49、幂稻虹还蚊黔渐拴萨诧佐裕接春榆品阎矿扣虐显仍混江祝惜【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,62,布置耗能构件是一种方便有效的提高结构抗震性能的方法,布置耗能构件以达到实现结构不同性能目标的方法具有； 良好的适应性； 明确清晰的抗震性能； 操作和实现简便 是实现性能设计的有效手段,笛融茵摊烤坦撮式几掘壮螟谋饱竹始拳鸽肄咨吩撇撵双息喷狈嚣扳斥限费【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,63,耗能构件布置,布置点的选择 数量的确定 预期达到的目标 考虑经济优化选择方案,闭褂太宙散精辛魂熟听旷彩寄驮俘或严富金豆身盆沸往闹卤检谁秒沽旧呸【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法【精品PPT】钢筋混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法,64,结构计算要求,弹性计算和非线性计算分析中，对结构整体模型及构件、节点的各种计算参数要力求正确合理 对具有水平转换构件的结构，应注意区分不落地柱和墙体的转换梁、框支梁相邻层的计算层数和层高、转换厚板有限元的类型和划分 对剪力墙，应注意非线性分析中的计算模型和参数的确定