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1、midasBuildingmidasBuilding建筑抗震性能化建筑抗震性能化设计设计C Contents1234什么是性能设计性能设计的发展规范中的性能设计midas Building中性能设计实现方法第一节什么是性能设计？什么是性能什么是性能设计设计？1Part常规抗震设计常规抗震设计方法方法 “三水准，两阶段三水准，两阶段”基基于于承承载载力力的的设设计计，使用阶段进行变形验算，延性和耗能能力通过概念设计和抗震构造措施来保证；保障生生命命安安全全为主要设防目标，可能导致中小震结构正常使用功能的丧失而引起巨大的经济损失。假定结构处于线性状态，这与实际的非非弹弹性性状状态态下考虑时间历程的
2、分析结果不相一致。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.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.什么是性能什么是性能设计设计？1Part基于性能的基于性能的抗震设计抗震设计是指根据建筑物的重要性和用途确定其性能目标性能目标；根据不同的性能目标提出不同的抗震设防标准抗震设防标准，使设计的建筑在未来地震中具备预期的功能。（performance based seismic designperformance based seismic design）什么是性能什么是性能设计设计？1Part基于性能的基于性能的抗震设计抗震设计性能设计就是对：不同地震动(
3、小震、中震、大震)不同构件(关键构件、普通竖向构件、耗能构件)同一构件的不同内力(轴力、弯矩、剪力)指定不同的性能目标(或性能水准)进行设计，保证结构在地震作用下的安全性能(承载力和继续承载的能力)和使用性能。二性能设计的发展性能设计的发展性能设计的发展2Part 研究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
4、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.性能设计的发展性能设计的发展2Part 规范欧洲欧洲-混凝土协会（CEB）2003钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计澳大利亚澳大利亚BCA1996-基于性能设计的整体框架以及建筑防火性能设计；美国美国-ATC40（1996），FEMA237（1997）既有建筑评定和加固中使用多重性能目标-SEAO（加州结构工程师协会1995）新建房屋基于性能的抗震设计；-ICC（国际规范协会2003）建筑物及设施的性能规范；日本日本2006年6月 采用了新的基于性能的结构抗震规范中国中国-抗规2010建筑抗震性能化设计；-高混规2010-
5、结构抗震性能设计；性能设计的发展性能设计的发展2Part 之前处理方法中（大）震弹性/中（大）震不屈服：弹性设计弹性设计：构件处于弹性状态；不屈服设计不屈服设计：大部分构件处于弹性状态且已经达到弹性状态的极限状态，即屈服阶段。因而中震弹性设计较中震不屈服设计的安全储备更大，抗震要求更严。弹性弹性设计设计方法：方法：1.地震影响系数最大值按中震或大震取用；2.取消组合内力调整（强柱弱梁系数，强剪弱弯系数）；不屈服设计方法：不屈服设计方法：1.地震影响系数最大值按中震和大震取用；2.取消组合内力调整；3.荷载作用分项系数取为1.0；4.材料强度取为标准值；5.抗震承载力调整系数取为1.0；性能设计
6、的发展性能设计的发展2Part 之前处理方法内力调整系数内力调整系数：保证“强柱弱梁”，“强剪弱弯”等概念设计要求，使结构在罕遇地震时具有良好的延性和塑性耗能能力的系数。荷载作用分项系数荷载作用分项系数：在设计计算中反映荷载不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个数值。抗震承载力调整系数抗震承载力调整系数：是为了使多遇地震作用组合下的各类构件承载力具有适宜的安全性水准而采取的对抗力项的必要调整措施。强度标准值与设计值强度标准值与设计值：混凝土轴心抗压强度标准值 fck=0.88c1c2 fcu,k 混凝土轴心抗压强度设计值 fc=fck/c c：材料分项系数；混凝土：1.40；性能设计的发展性能
7、设计的发展2Part 之前处理方法抗震承载力调整系数为何小于抗震承载力调整系数为何小于1 1？SRRE1 1.由于材料在动荷载作用下的强度一般较静强度高。但设计规范为了使用方便抗震设计中仍采用静力设计时的材料强度材料强度设计值。2.目前的结构设计是采用分项系数表达,以概率理论为基础的极限状态设计方法。结构的抗震可靠度可靠度不完全等同于静力载荷作用结构构件的可靠度问题。相对于50年设计基准期的建筑结构，地震作用的重现期较长。3 3.结构进入弹塑性阶段时，周期增加，地震力减小。三规范中的性能设计规范中的性能设计规范中的性能设计3PartYOUR TITLEAdd your text here an
8、d write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write抗规抗规3.10节和抗规附录M：将性能目标分为1、2、3、4个等级并给出了各性能目标的承载力计算方法和变形目标控制值。性能要求地震作用破坏描述(承重构件)承载力计算公式(S R/RE)及说明变形参考值G、E、RESR内力调整系数备注性能1小震完好考虑包含风荷载设计值考虑常规设计远 ue中震完好考虑不包含
9、风荷载设计值考虑M.1.2-1ue性能2小震完好考虑包含风荷载设计值考虑常规设计远ue大震轻中等破坏不考虑不包含风荷载极限值不考虑M.1.2-4 2ue，有轻微塑性变形性能3小震完好考虑包含风荷载设计值考虑常规设计明显 ue中震轻微损坏不考虑不包含风荷载标准值不考虑M.1.2-32 ue大震中等破坏不考虑不包含风荷载极限值不考虑M.1.2-4超过极值后降低少于5%4 ue，有明显塑性变形性能4小震完好考虑包含风荷载设计值考虑常规设计 ue中震轻中等破坏不考虑不包含风荷载极限值不考虑M.1.2-43 ue大震不严重破坏不考虑不包含风荷载极限值不考虑M.1.2-4超过极值后降低少于10%=0.9
10、up规范中的性能设计规范中的性能设计3PartYOUR TITLEAdd your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write性能1：“小震不坏、中震不坏、大震不坏”性能2：“小震不坏、中震不坏、大震可修”性能3：“小震不坏、中震小修、大震不倒”性能4：“小震不坏、中震可修、大震不倒”性能4接近于规范的基本性能设计要求，
11、但大震变形参考值要更严格一些。性能2的中震设计：相当于过去的“中震弹性”设计 性能3的中震设计：相当于过去的“中震不屈服”设计 中震和大震均不考虑风荷载规范中的性能设计规范中的性能设计3PartYOUR TITLEAdd your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write高规高规3.11.1条：将性能目标分为A、B、C
12、、D；并给出了各性能目标在各地震动(小震、中震、大震)作用下的性能水准要求；性能水准分为1、2、3、4、5个等级。性能目标 地震水准ABCD小震1111中震1234大震2345规范中的性能设计规范中的性能设计3PartYOUR TITLEAdd your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write高规性能水准1、2、3、
13、4、5对应的破坏程度。注意对特殊构件的性能要求不同。结构抗震性能水准宏观损坏程度损坏部位继续使用的可能性关键构件普通竖向构件耗能构件1完好、无损坏无损坏无损坏无损坏不需修理即可继续使用2基本完好、轻微损坏无损坏无损坏轻微损坏稍加修理即可继续使用3轻度损坏轻微损坏轻微损坏轻度损坏、部分中度损坏一般修理即可继续使用4中度损坏轻度损坏部分构件中度损坏中度损坏、部分构件比较严重损坏修复或加固后可继续使用5比较严重损坏中度损坏部分构件比较严重损坏比较严重损坏需排险大修规范中的性能设计规范中的性能设计3PartYOUR TITLEAdd your text here and write down your
14、 opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write关键构件关键构件：其失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏的构件 底部加强部位的重要竖向构件(底部加强区剪力墙、框架柱)水平转换构件及与其相连竖向支承构件(转换梁、框支柱)大跨连体结构的连接体及与其相连的的竖向支承构件 大悬挑结构的主要悬挑构件 加强层伸臂和周边环带结构的竖向支承构件 承托上部多个楼层框架柱的腰桁架 长短柱在
15、同一楼层且数量相当时该层各个长短柱 扭转变形很大部位的竖向（斜向）构件 重要的斜撑构件；普通竖向构件普通竖向构件：“关键构件”之外的竖向构件；耗能构件耗能构件：框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑规范中的性能设计规范中的性能设计3PartYOUR TITLEAdd your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write down your opinion add your text here and write高规3.11
16、.3条中对各种构件的各内力成分给出了计算公式(见下表)。性能目标地震作用构件性能水准要求普通结构中的关键构件普通竖向构件耗能构件轴力弯矩剪力轴力弯矩剪力轴力弯矩剪力目标A小震1常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计中震13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-1大震23.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-23.11.3-23.11.3-1目标B小震1常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计中震23.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-13.11.3-23.11.3-23.11.3-1大震33.11.3-23.11.3-23.11.3-13.11.3-23.11.3-23.11.3-13.11.3-3(a)3.11.3-3(a)3.11.3-2目标C小震1常规设计常规设计常规设计常规设计常规设计常规
