建筑结构性能设计.ppt

基于性能的建筑结构设计,杨志勇,中国建筑科学研究院 PKPM CAD工程部,1。基于性能设计基本概念 2。基于性能设计方法 3。基于性能设计工程应用,美国加州结构工程师协会（SEAOC） 1995年提出 。 受到美国 、日本、 欧洲、 新西兰、中国等国普遍重视。 十多年来，各国进行了大量的科研和实践工作。 已经被多国以规范的形式确认。 是我国抗震研究和实践的重要方向。,基于性能设计 Performance-Based Design 现状,基于性能设计就是使设计出的结构在未来的灾害（如地震）作用下维持所要求的性能水平。 基于性能设计一般是指基于性能的抗震设计。,何为基于性能设计 （Performance-Based Design）,强调建筑结构性能目标的“个性化”。 业主、设计师有更大的自主权。 克服现有规范的局限性。 有利于新材料、新方法的推广应用。 不仅强调保证生命安全，同时强调避免财产损失。,基于性能抗震设计的主要优点,性能目标的确定和应用。 基于性能抗震设计的理论框架和实现方法。 基于性能抗震设计的具体实践和发展趋势。,理解基于性能抗震设计的三个主要方面,抗震性能目标（美国FEMA273）,a,e,i,m,k,l,h,g,d,c,b,f,j,n,p,o,基本性能目标,性能目标增高,2,10,20,50,接近倒塌,生命安全,立即入住,正常使用,结构性能要求增加,地震烈度增加,50年超越概率,抗震性能目标,美国ATC40,日本建筑研究院报告,说明：Ea到Ee地震烈度减小 Ed、Ee相当于中等烈度，Ec相当于高烈度地震 性能目标AAA为最高性能目标，性能目标CCC为最低性能目标,抗震性能目标,日本新的建筑基本法,抗震性能目标,我国学者建议的性能目标,抗震性能目标,抗震性能目标的确定和使用,具体的抗震性能目标以规范的形式体现。 业主有充分选择抗震性能目标的自由。 设计者在实现抗震性能目标过程中可以充分发挥创造力。,基于性能抗震设计步骤,根据业主要求确定性能目标,不满足性能目标,根据性能目标进行结构设计,对结构设计进行性能评估,满足性能目标,完成设计 明确性能目标,基于性能的抗震设计方法与以往方法的联系,基于性能抗震设计在保障结构最低目标性能（“共性”）时，考虑的是社会总费用；确定特殊目标性能（“个性”）时，考虑的是业主费用。 我国还没有以规范的形式确定基于性能的设计方法，但已被公认为重要的发展趋势 现行规范的“小震不坏，中震可修、大震不倒”也是一种性能目标 目前在我国，基于性能抗震设计主要被应用于复杂、超限结构,基于性能的抗震设计方法,1、振型分解反应谱方法弹性分析、设计。 2、弹性时程分析。 3、竖向地震计算。 4、中震弹性或中震不屈服计算。 5、静力弹塑性分析（PUSHOVER）和能力谱方法。 6、动力弹塑性分析。 7、结构弹性，弹塑性；静力、动力抗震试验。,复杂、超限结构小震弹性设计,1、模型准确、参数合理。 2、两种力学模型。 3、斜向地震、双向地震作用。 4、最小地震作用。 5、转换构件设计。 6、结构刚度突变部位控制。 7、周期比、位移比控制。,复杂、超限结构弹性时程分析,1、地震波的合理选择。 2、多方向地震作用。 3、弹性时程分析结果的应用 。,复杂、超限结构竖向地震分析,1、转换大梁、长悬臂构件、连体结构。 2、结构顶部竖向地震响应增大。 3、悬臂端和大跨连接体跨中响应较大。,中震弹性、中震不屈服设计,何时需作中震弹性、中震不屈服设计？,中震不屈服设计,中震不屈服设计方法： 1、调整地震影响系数最大值max 按中震（2.8倍小震）取值。 2、取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）。 3、荷载作用分项系数取1.0（组合值系数不变）。 4、材料强度取标准值。 5、抗震承载力调整系数 re 取1.0。 程序实现： 1、按中震或大震输入max。 2、选中“按中震不屈服或大震不屈服做结构设计”。,中震不屈服设计,这样 来做中震不屈服计算,中震弹性设计方法： 1、调整地震影响系数最大值max 按中震(2.8倍小震)取值。 2、取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）。 程序实现： 1、按中震输入max。 2、构件抗震等级指定为4级。,中震弹性设计,这样 来做中震弹性计算,中震弹性设计,中震弹性和中震不屈服实例,多遇地震分析参数,中震弹性设计参数,中震不屈服设计参数,多遇地震分析 X方向柱底内力,中震不屈服设计X方向柱底内力,中震弹性设计X方向柱底内力,多遇地震分析 轴压比,中震不屈服设计轴压比,中震弹性设计轴压比,多遇地震分析 配筋,中震不屈服设计配筋,中震弹性设计配筋,多遇地震分析 层间位移角,中震不屈服设计层间位移角,中震弹性设计层间位移角,静力弹塑性分析（PUSHOVER）和能力谱方法,动力弹塑性分析,