多层钢筋混凝土框架结构实现性能目标的设计方法初探

摘要

基于性能的抗震设计思想是20世纪90年代初期首次在美国出现的一种全新的抗震设计思想，从出现到目前，引起了世界各国地震工作者的广大关注，并认为是未来结构抗震设计发展的主流方向。
　　现行《建筑抗震设计规范》将基于性能抗震设计的参考方法纳入了其中，从某种意义上讲，为我国工程界抗震性能设计提供了方便。但在实际工程中，目前性能设计的结构还很少，对按性能设计的结构在预期地震作用下的抗震性能目标并没有一个比较全面的认识，且规范的设计步骤及方法相对繁琐，缺乏可操作性。基于此，本文主要对以下内容进行了探讨：
　　按照《建筑抗震设计规范》对钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能设计，初步确定了各结构的截面尺寸及配筋；采用OpenSees程序建立了结构弹塑性有限元分析模型，从顶点位移、结构基底剪力、层间位移角、截面弯矩曲率关系和塑性铰行为等方面综合评价了各结构的抗震性能；对抗震设防类别为甲类和乙类结构，利用弹塑性时程分析方法，对比分析了甲类与性能3结构、乙类与性能4结构在不同地震水准下的抗震性能。
　　本文研究结果表明：为了满足规范的性能要求，性能1结构和性能2结构的截面尺寸及配筋明显大于其他结构；各性能目标结构之间均具有较明显的差异，并且随着性能目标的降低，结构承载力降低，抗震性能越差；对于多层规则的钢筋混凝土框架结构，按照现行《建筑抗震设计规范》进行性能设计时，可以初步采用的简化设计方法是：对性能1结构，可以按罕遇地震下的弹性内力与其他荷载的内力组合，不计抗震等级调整系数，采用材料强度设计值进行设计；对性能2结构，可以按罕遇地震下7％阻尼比的弹性内力与其他荷载的内力组合，不计抗震等级调整系数，采用材料强度极限值进行设计；对性能3结构，可以初步按抗震设防类别为甲类的结构进行常规设计，但总体上说，甲类结构的抗震性能稍微弱于性能3结构；对性能4结构，可以初步按抗震设防类别为乙类的结构进行常规设计，所设计结构的抗震性能与性能4结构的抗震性能非常接近。

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1 绪 论

1.1 基于性能的抗震设计理论研究及发展

1.2 静力弹塑性分析研究现状

1.3 弹塑性时程分析研究现状

1.4 本文研究的目的及内容

2 基于性能的结构算例抗震设计及结构分析模型建立

2.1 结构算例的抗震设计

2.2 结构有限元模型建立

2.3 性能3和性能4结构在罕遇地震下的承载力验算

2.4 本章小结

3 不同性能目标RC框架结构地震反应分析

3.1 概述

3.2结构时程分析输入地震波的选取

3.3 多遇地震下结构地震反应对比分析

3.4 设防地震下结构地震反应对比分析

3.5 罕遇地震下结构地震反应对比分析

3.6 对结构抗震性能的总结

4 基于性能的结构简易设计方法初探

4.1 初步设想

4.2 不同抗震设防类别的框架结构算例设计及建模

4.3 结构地震反应对比分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文主要结论

5.2 后续研究展望

致谢

参考文献

附录