79.钢结构性能化设计
钢结构力学性能分析与设计优化

钢结构力学性能分析与设计优化钢结构是一种常用的建筑结构材料,具有高强度、轻质、抗震性能优越等特点,因此得到了广泛的应用。
在钢结构的设计和建造过程中,对其力学性能进行分析和优化是非常重要的。
一、钢结构的力学性能分析钢结构的力学性能主要包括静力性能和动力性能两个方面。
1.1 静力性能分析钢结构在静力荷载作用下的性能分析是设计过程中的关键环节。
通过对结构各部位受力、变形、应力等参数的计算和分析,可以确定结构的安全性能和稳定性。
静力性能分析需要依据相关的力学原理和结构理论,采用数值计算方法进行模拟和分析。
通过刚度矩阵法、有限元法等手段,可以对结构的受力分布、节点位移、应力应变状态等进行详细的分析,从而实现结构的合理设计和优化。
1.2 动力性能分析钢结构在动力荷载下的性能分析主要用于评估结构的抗震性能和动态响应特性。
通过对结构在地震、风荷载等动力荷载下的反应进行模拟和分析,可以判断结构的稳定性、自振频率、不同模态下的动态响应等。
动力性能分析采用动力学理论和振动分析方法,计算和评估结构的模态参数和响应特性。
通过动力荷载的模拟和反应分析,可以确定结构的抗震设计要求,优化结构的刚度、阻尼等参数,提高结构的抗震性能。
二、钢结构设计优化钢结构的设计优化是为了使结构在满足力学性能要求的同时,尽可能节省材料、降低造价、提高工程质量。
设计优化主要包括以下几个方面:2.1 结构材料的选择和优化在钢结构的设计过程中,选择合适的材料是非常重要的。
通过对不同材料的强度、刚度、耐久性、成本等方面进行比较和评估,可以确定最适合的材料。
同时,还可以通过调整材料厚度、截面形状等参数,进一步优化材料的使用。
2.2 结构的几何形状优化钢结构的几何形状对其力学性能有着重要影响。
通过调整结构截面形状、梁柱节点连接方式等参数,可以提高结构的承载能力、刚度和稳定性,减小结构的变形和应力集中,从而优化结构的设计。
2.3 结构构件的优化设计钢结构的各个构件在设计过程中也可以进行优化。
钢结构设计标准 性能化设计流程

钢结构设计标准性能化设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!钢结构设计标准与性能化设计流程详解钢结构设计,作为建筑工程中的重要环节,其标准性和性能化设计流程对于建筑物的安全性、经济性及可持续性具有重大影响。
钢结构的优化设计

与你为邻广东高考作文范文5篇与你为邻广东高考作文范文一你,我的同桌,我最好的伴侣。
此前,我从来没觉得我们之间有什么不同。
我们一起生活在这个高楼林立的繁华城市里,一起在公交站台等车,一起在绿茵场上驰骋,一起倾听啦啦队女生的尖叫,一起争论巴萨vs国米;一起讨论编程算法,一起约好报考深大计算机专业,一起幻想着有一天我们共同开发的网站像youtube那样在纳斯达克挂牌上市你高大健硕,眉宇间透出一股俊秀,班上的女生静静给你取了个外号――"小柏原崇',而我却只得了个"许三多'的美称,说实在的,我还真有点嫉妒。
你的学习成果虽然在班上不是最好的,但在球队,你是最好的,教练常常拿你当作榜样来训斥其他队员,用他带着方言的一般话说:"要想踢竞赛,首先学习成果要好,进入高校里,会有更多的竞赛机会。
'末了总不忘补上一句:"像某某同学那样,踢球学习两不误。
'我最忘不了的是去年那件让我苦恼的事,我生病了,尿血,是你旷课把我送到深圳友情医院的结石科去。
当时数学课正上到复数这一章节,是期末考试的重点和难点。
每天下课之后你都会来到医院看我,把你做好的课堂笔记给我看,第一次翻开笔记的时候我很感动,从没见你这么仔细的做过笔记,几乎是把一节课上老师所说的每个字都记录了下来直到高考前那最紧急的一个月,你却突然说你要回安徽老家。
按规定,考生必需回原籍地参与高考,你说会放弃报考深大,由于深大在老家的招生人数较少,另外安徽的学习环境,使用教材与深圳不同,迟疑一再,还是打算放弃。
今日,我们会同时走进考场,为自己的明天书写一份答卷,不同的是,我在深圳,而你在生疏的老家。
我知道,在深圳还有许多许多像你一样的同学,他们的父母,和全部深圳人一样,用自己辛勤的汗水推动着城市进展,他们同样拥有这个城市的光荣与幻想,彼此为邻,相互依存。
然而他们却要比我们承受的更多,不情愿却又不得不成为"高考移民'的一员,并为此放弃心仪的学校,使幻想走得更远我祝愿你,我的伴侣,我们的邻居,那些千千万万的农夫工和他们的孩子们。
最新钢结构性能设计的设计全流程及案例分享(下篇)

最新钢结构性能设计的设计全流程及案例分享(下篇)文章作者:刘孝国褚凤根本文将结合新钢标要求,对性能设计的流程进行全面梳理,帮助大家在PKPM软件辅助下掌握如何更加便捷的进行钢结构性能设计。
上篇:最新钢结构性能设计的设计全流程及案例分享(上篇)2.5 确定构件的宽厚比等级根据结构的抗震设防类别及确定的性能等级,确定出对应结构构件的延性等级,按照钢标17.3.4确定对应的板件宽厚比等级,并在SATWE软件中选择“梁、柱及支撑构件的宽厚比等级”,如图10所示。
2.6 小震模型与新钢标中震模型的计算及包络对于按照性能设计的结构,SATWE程序在“多模型控制信息”下会自动形成如图16所示“小震模型”和“新钢标中震模型”两个模型,分别进行小震与中震下的内力分析与承载力计算,最终将包络结果展示在主模型中。
查看主模型计算结果,可以看到在主模型下包络了小震与中震模型的强度应力比、稳定应力比、长细比、宽厚比、轴压比及实际性能系数等结果。
软件输出的结果分别如图17、图18所示,如果各项指标有超限,在程序中会标红提示,如图19所示的塑性耗能梁实际性能系数小于指定的最小的性能系数,不满足要求程序显红。
图16 多模型控制信息表图17 包络输出主模型下的强度、稳定应力比结果图18 主模型下包络的宽厚比、高厚比及限值图19 主模型下显示的塑性耗能构件实际性能系数2.7 中震下构件承载力验算对于按照性能设计的结构,SATWE程序对于自动形成的中震模型进行中震下地震作用分析,同时按照钢标进行相关的构件验算及对应的构造控制。
中震下构件承载力验算时承载力标准值应进行计入性能系数的内力组合效应验算,按照图20所示即新钢标17.2.3条公式进行验算。
其中Ωi为钢结构构件的性能系数,注意:不是最小的性能系数,该系数需要考虑βe,Ωi=βe*Ωmin。
图20 中震下构件承载力验算公式对于梁、柱及支撑构件均按照新钢标的要求进行中震下承载力验算,同时按照指定的宽厚比等级及延性等级分别进行中震下构件的宽厚比、高厚比及长细比限值等构造措施的控制,同时图21展示了不同的板件宽厚比等级下对应钢构件梁、柱的宽厚比、高厚比限值。
钢结构建筑的抗震性能优化设计

钢结构建筑的抗震性能优化设计随着现代化城市进程的加快,钢结构建筑已经成为新时期的代表之一。
因为不仅可以保证建筑的安全,同时也可以减少成本,增强弹性,今天我们想与您分享的主题是——钢结构建筑的抗震性能优化设计钢结构建筑的优势相对于传统的混凝土建筑,钢结构建筑所具有的优势可谓是非常明显的。
其一,在进行建筑设计时,钢结构建筑的结构更为简单,因为不需要进行多种工程的组合,这可大大的缩短了建造时间,降低了成本。
并且,钢结构建筑的重量要比混凝土建筑轻,更加的抗震。
其二,钢结构建筑的更换和维修都相对比较容易,因为在进行拆除和维修的时候所需要的人工量非常的小,而且还能够避免出现二次污染等问题。
不过,尽管钢结构建筑在很多方面都要优于传统的混凝土建筑,但是由于日常生活中不可预知的地震等自然灾害可能会对钢结构建筑造成较大的威胁,因此如何进行优化设计使得钢结构建筑具有更好的抗震性能为建筑师和工程师所需考虑的问题。
如何优化钢结构建筑的抗震性能对于抗震性能的提升,考虑从多个角度进行:1. 减少建筑物的塌落造成的损失在钢结构建筑里面,如果发生地震,那么当地震力的地面运动引起建筑物的振动时会出现损伤。
为了防止地震损伤,工程师们可以通过在基础上使用橡胶、钢丝绳等材料,或者在建筑中使用减震器减少震动幅度,而就算是发生了地震,建筑物也不至于发生塌方。
2. 确保建筑物的强度和混凝土建筑一样,研究建筑物的强度和抗震机理对于钢结构建筑的设计来说也是非常关键的。
工程师们需要结合建筑物的形状来进行合理的设计,从而使得建筑物更加抗震,并且合理的使用钢材和焊接技术,从而保证建筑物的强度。
3. 使用高品质的材料在进行抗震设计时,尤其需要注意使用的材料的质量和品质。
因为靠不同颜色和形状的材料组合在一起是非常难以设计一个符合要求的建筑物的。
4. 严格控制建筑物的形状及构造在钢结构建筑中,工程师们需要使用一些特殊的方法来优化其结构并对建筑物的形状进行控制。
建筑钢结构性能化防火设计方法探讨

建筑钢结构性能化防火设计方法探讨摘要:随着建筑行业的飞速发展,钢结构因其高强度、易安装、抗震性能好等优点得到了广泛应用。
虽然钢为不燃材料,但是当温度达到600℃时,若不加任何保护,裸露的钢结构很快会出现变形,产生局部破坏,最终失去承载力。
因此,通过有效的措施对钢结构进行保护对保障人民的生命财产安全具有重要意义。
下面本文就建筑钢结构性能化防火设计方法进行简要探讨。
关键词:建筑;钢结构;性能;防火设计;1现代建筑中的钢结构概述钢结构建筑就是以建筑钢材构成承重结构的建筑,其中的梁、柱、桁架等构件通常都是由型钢钢板等所构成。
和传统混凝土建筑进行对比,钢结构建筑具有大幅节约施工时间、施工不受季节影响、推动住宅空间使用面积增大、减少建筑垃圾与环境污染、可重复利用建筑材料、推动其他新型建筑行业发展、抗震性能良好、强度高、自重轻、低碳环保、开间跨度较大等优势。
正是由于这些方面的优势,近年来钢结构建筑逐渐在建筑领域得到广泛应用,同时在高层、超高层建筑上的运用也日益成熟,是未来建筑的重要发展方向。
当然钢结构建筑也并非没有缺点,其中较为明显的两大缺点便是耐热不耐火以及易受腐蚀。
因此在钢结构建筑的建设中,通常需要在表面涂装防火涂料以及防腐涂料,从而增强其耐火性以及耐腐蚀性,有效保障建筑安全与质量,同时提高耐久年限。
钢结构防火涂料是一种由基体树脂、成碳剂、催化剂、发泡剂组成的涂覆于钢结构表面,起提高钢结构耐火性能的涂料。
由于其防火隔热性能好、施工便捷等优点,广泛应用于钢结构的保护。
2高层建筑钢结构防火设计的现状近些年来我国的钢结构设计取得了突出的作用,在整个设计阶段要注意的是实现整体管控,在实际操作中,防火设计依然存在很多问题,详细如下:2.1疏散宽度设计不合理高层建筑结构本身比较特殊,在钢结构设计的过程中,存在很多的问题,可能会导致火灾灾害上升的情况。
设计人员在展厅设计的时候,要优化现有结构,在展厅的楼梯间设计的时候,疏散通道,提升疏散出口的质量。
对钢结构性能化设计的几点思考

对钢结构性能化设计的几点思考作者:胡玉海来源:《科学与财富》2020年第26期摘要:本文分析了《钢结构设计标准》(GB50017—2017)中结构性能化设计的方法与思路,对比了考虑性能化系数的设防地震影响系数与多遇地震影响系数的相对大小,并建立模型分析了大悬臂构件的地震内力组合。
结果表明:当构件承载力满足多遇地震承载力设计时,结构就能满足设防性能6 与性能7 的设防地震承载力设计要求;对于大悬臂结构,竖向地震力控制的荷载组合大于水平地震控制的荷载组合,建议《钢结构设计标准》(GB50017—2017)性能化设计中补充竖向地震力控制的设防承载力验算公式。
关键词:性能化设计;设防地震;地震影响系数;竖向地震力控制的荷载组合0.;;; 前言随着建筑形式的多样化,复杂化,概念性抗震设计已不能满足结构设计的要求,因此性能化设计方法便应用而生。
它使得抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的目标过渡,设计者在综合考虑建筑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等因素确定结构抗震性能目标,采取相应的措施满足抗震性能目标。
1.;;; 钢结构性能化设计钢结构性能化设计分为两个部分,第一部分为延性设计,通过控制钢构件截面的性能等级,使得钢构件在遭遇预期地震时变形在容许范围之内,以此实现预期的抗震目标。
第二部分为承载力设计,根据构件延性等级,确定构件的延性系数,然后将计算所得的预期地震力与恒载、活载等荷载进行组合,验算构件的延性系数是否满足构件最小延性系数的要求。
《钢标》从设计层面实现了钢材延性与强度的统一,充分利用了钢材的承载力与塑形耗能能力,为实现合理化设计结构构件提供了理论依据与设计方法。
2.;;; 承载力性能化设计从《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)可知,建筑所承受侧地震力是与结构质量相关的函数[1],可以用下式表达:式中:FEki为第i阶振形所对应的地震力;αi为第i阶振形所对应的地震影响系数;Gep为结构等效总重力荷载。
钢结构的优化设计方案

钢结构的优化设计随着我国经济的快速增长,钢结构越来越多的被应用在民用及工业建筑中。
与钢筋砼结构相比,钢结构具有轻质高强的特点,其强度重量比指数是钢筋砼结构的5倍以上,可显著降低基础的造价,能显著减轻结构自重25%以上。
由于钢材轻质高强,其梁柱截面尺寸相对较小,可节约使用面积;钢结构工厂化程度高,构件均在工厂加工制作,现场安装,一般比钢筋砼结构施工速度约快1.5倍,可为整个项目的安全投产争取了很多宝贵时间。
同时钢结构柱网尺寸可以比砼结构大,便于使用。
正因为钢结构具有以上的优点,目前钢框架结构才被广泛的应用在主厂房、准车间中。
一、钢框架结构布置1、布置原则:对于平面、竖向不规则的要求与钢筋砼结构相同,抗震设计要符合“强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材”的原则,对于框架,使节点的承载力高于构件的承载力,防止节点的破坏先干构件的破坏,是确保构件整体性的必要条件,但节点又不可过强,应允许地震时梁、柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形,以提高整个框架的延性,“强柱弱梁”的道理与钢筋砼结构一样,有利于提高框架的防倒塌能力;由于构件焊缝的延性,一般低于被连接构件的钢材延性,因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力,可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中,从而提高构件以至整个结构的延性,螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接,重要的构件和节点宜采用高强度螺栓连接。
2、柱、梁布置;钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面、十字工形截面等。
箱形截面的受弯载力较强,截面性能没有强、弱轴之分,截面尺寸可以按照两个方面的刚度强度要求而定,经济、合理,缺点是需要拼装焊接,焊接工艺要求高,加工量大;轧制宽翼缘H型钢优点是加工、杆件连接容易,但有强、弱轴之分,当层高较高时,弱轴的长细比就不容易满足;十字形截面钢柱的两侧刚度都较大,能很好的承受柱侧钢梁传来的弯矩。
十字形截面钢柱的两侧刚度一致,长细比容易满足,梁柱节点也制作方便。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
结构的性能设计•一、中国抗震设计理论框架•二、为什么进行性能设计及其特点•三、各种性能设计与各水准设计方法•四、抗震规范对钢结构性能设计的要求•五、新钢标性能设计解读•六、软件实现•一、中国抗震设计理论框架•二、为什么进行性能设计及其特点•三、各种性能设计与水准设计方法•四、抗震规范对钢结构性能设计的要求•五、新钢标性能设计解读•六、软件实现•三水准两阶段设计法中国抗震设计理论框架()G Gk E Ek RERS S ηγγγ+≤内力调整构造要求罕遇地震下作用下的弹塑性分析结构规则性多遇地震作用下的弹性分析中国抗震设计理论框架第一水准-1.55度一般结构不受损失或不需修理小震:50年基准期超越概率63%重现期50年第二水准基本烈度中震:50年基准期超越概率10%重现期475年可能损坏、经一般修理或不需要修理可继续使用第一阶段设计线弹性分析构造第三水准+1度大震:50年基准期超越概率2-3%重现期2000-2500年不至倒塌或者发生危及生命的严重破坏第二阶段设计非线性分析中国抗震设计理论框架•抗震设计方法及流程图•一、中国抗震设计理论框架•二、为什么进行性能设计及其特点•三、各种性能设计与各水准设计方法•四、抗震规范对钢结构性能设计的要求•五、新钢标性能设计解读•六、软件实现为什么进行抗震性能设计•规范提到的相关要求•抗震设计的高层建筑混凝土结构,当其房屋高度、规则性、结构类型等超过本规程的规定或抗震设防标准等有特殊要求时,可采用结构抗震性能设计方法进行补充分析和论证。
(《高规》1.0.3 条)•特别不规则的建筑,应经专门研究,采取更有效的加强措施或对薄弱部位采用相应的抗震性能化设计方法。
(《抗规》3.4.4 条)为什么进行抗震性能设计•通过现行抗震规范的设计,可以实现的基本抗震性能目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
•该基本抗震设防目标以生命安全为惟一目标的单一设防标准。
为什么进行抗震性能设计•1、多次大地震及特大地震的震害表明,由于城市的发展和城市人口密度的增加,城市设施复杂,经济生活节奏加快,地震灾害所引起的经济损失急剧增加,因此,以生命安全为抗震设防惟一目标的单一设防标准是不全面的,应考虑控制建筑和设施的地震破坏,保持地震时正常的生产、生活功能,减少地震对社会经济生活所带来的危害,有必要采用高于(或不低于)基本抗震设防目标的性能化设计方法。
为什么进行抗震性能设计•2、建筑的平面和立面的复杂程度增加,按常规设计方法进行的抗震设计往往不能完全满足抗震设计要求。
性能设计是解决复杂工程抗震设计问题的有效方法,也是抗震概念设计的集中体现。
•3、对很多结构,尤其是钢结构,虽然处于地震区,但地震作用并不是结构设计中的主要控制因素,其构件实际具有的抗震承载力很高,抗震构造可适当降低,从而降低能耗,节省造价。
抗震性能设计的特点•抗震设计从宏观定性目标向具体量化的多重目标过渡•业主可选择所需的结构性能目标•抗震设计强调根据性能目标进行深入分析和论证,利于结构创新。
可以采用现行规范中未规定的新结构体系、新材料和新技术•可根据不同的设防烈度、场地条件及建筑重要性,灵活采用不同的性能目标和构造措施涉及抗震性能设计的规范条文•建筑抗震设计规范GB 50011-2010第3.10节、附录M、第8.1.3节、第9.2.14节•高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2010第3.11节•钢结构设计标准GB 50017-2017第17章•抗震性能设计,是一种建立在概念设计基础上的抗震设计新理念。
其抗震设防目标不应低于规范的最基本抗震性能目标。
•不同地震动(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)•强柱弱梁、强墙肢弱连梁、强剪弱弯等概念设计•指定不同的性能目标(或性能水准)进行设计,保证结构在地震下的安全性能(承载力、继续承载的能力)和使用性能•“小震不坏、中震可修、大震不倒”也是一种最基本的抗震性能目标•能化设计的基本思路是:“高延性,低弹性承载力”或“低延性,高弹性承载力”•性能化设计的钢结构,抗震准则如下:验算本区抗震设防烈度的多遇地震作用的构件承载力和结构弹性变形(小震不坏)、根据其延性验算设防地震作用的承载力(中震可修)、验算其罕遇地震作用下的弹塑性变形(大震不倒)•一句话概括:抗震性能化设计是根据工程的具体情况,立足于承载力和变形能力的综合考虑,确定合理的抗震性能目标、采取恰当的计算和抗震措施,实现抗震性能目标的要求。
需进行抗震性能化设计的具体情况举例需进行抗震性能化设计的具体情况举例•抗震性能化设计贯穿于结构抗震设计的始终,并不神秘。
结构设计中的许多工作其实就是抗震性能设计的具体内容,举例说明如下:•1、对起疏散作用的楼梯,提出采取加强措施,使之成为“抗震安全岛”的要求,确保大震下能具有安全避难和逃生通道的具体目标和性能要求,这是对具体部位提出的满足地震时功能要求的抗震性能目标。
•2、对特别不规则结构、复杂建筑结构,根据具体情况对抗侧力结构的水平构件和竖向构件提出相应的性能目标要求,提高结构或关键部位结构的抗震安全性。
需进行抗震性能化设计的具体情况举例•3、对错层结构的错层部位提出中震承载力设计要求。
•4、对框支梁及框支柱按“中震”设计。
由于框支梁及框支柱承托上部结构,为重要的结构构件,因此按“中震弹性“或“中震不屈服”设计。
对应的性能目标就是在设防烈度地震(“中震”)作用下,框支梁及框支柱仍处于弹性(或不屈服)状态。
•6、重要结构的门厅柱按“中震”设计。
由于门厅柱数层通高,且作为上部楼层竖向荷载的主要支承构件,属于重要的结构构件,因此按“中震弹性”或“中震不屈服”设计。
对应的性能目标就是在设防烈度地震(“中震”)作用下,门厅柱仍处于弹性(或不屈服)状态需进行抗震性能化设计的具体情况举例•7、对承受较大拉力的楼面梁按“中震”设计。
受斜柱的影响楼面梁常承受较大水平力,考虑钢筋混凝土楼板开裂后承载能力的降低,按“零刚度”楼板假定并按“中震”设计。
当梁承受的拉力较大时,可考虑采用型钢混凝土梁、或钢梁。
•8、对特别重要的结构,当采用双重抗侧力结构时,如钢框架-钢筋混凝土核心筒结构中,对底部加强部位的抗震墙提出截面剪压比限值要求,按大震剪力不超过0.15fcbwhw0。
•一、中国抗震设计理论框架•二、为什么进行性能设计及其特点•三、各种性能设计与各水准设计方法•四、抗震规范对钢结构性能设计的要求•五、新钢标性能设计解读•六、软件实现•高规3.11.1条将结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级,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,分为1、2、3、4、5个等级。
每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应。
24•关键构件:是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或者危及生命安全的严重破坏构件•底部加强部位的重要竖向构件(底部加强区剪力墙、框架柱)•水平转换构件及其相连竖向支承构件(转换梁、框支柱)•大跨度连体结构的连接体及与其相连的竖向支承构件•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:“关键构件”之外的竖向构件•耗能构件:框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑•抗规3.10.3条文说明结构构件实现抗震性能要求的层间位移参考指标示例•结构的性能水准如下:•SP1:结构完好,可继续使用•SP2:结构基本完好,稍加维修可继续使用•SP3:结构轻度损坏,一般维修可继续使用•SP4:结构中度损坏,修复或加固后可继续使用•SP5:结构比较严重损坏,需排险大修•《高规》提出的A、B、C、D四级抗震性能目标结构抗震性能水准(1、2、3、4、5)与抗规提出的结构抗震性能1、2、3、4本质是一致的。
•《抗规》属于指导性的纲领,把握抗震性能的总体目标原则,使用不同的承载力、延性指标和细部构造实现性能目标;《高规》使用结构构件不同的性能水准实现性能目标,更为具体,更具有可操作性•《高规》中的性能设计部分对变形目标控制限制没有详细说明,此部分内容需要参照《抗规》的性能目标要求。
抗震性能化设计路径•确定各地震水准下结构可接受的破坏程度;•设定结构的抗震性能目标;•确定各个地震水准下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。
•1、抗震性能目标应根据抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则性,建筑使用功能和附属设施功能的要求、投资大小、震后损坏和修复难易程度等,经技术及经济可行性综合分析和论证后确定。
•2、由于房屋的重要性程度及建筑使用功能不同,结构或结构部位及结构构件的抗震设防目标也不完全相同,应根据具体情况采取相应的抗震措施。
•3、针对工程的需要和可能,可以对整个结构,也可以对某些部位或关键构件,灵活运用各种措施达到预期的抗震性能目标,以提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。
•4、鉴于目前强烈地震下结构非线性分析方法的计算模型及参数的选用,尚缺少从强震记录、设计施工资料到实际震害的验证,对结构性能的判断难以十分准确,因此,性能目标选用时宜偏于安全考虑。
如何确定结构抗震性能目标•为实现性能目标要求,需要落实各个地震水准(中震或大震)下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。
•1、仅提高承载力时,安全性有相应的提高,但使用上变形要求不一定能满足;(高承载力,低延性)•2、仅提高变形能力,则结构在小震、中震下的损坏情况大致没有改变,但抵御大震倒塌的能力提高。
(低承载力,高延性)如何确定结构抗震性能目标•3、性能化设计往往侧重于通过提高承载力,推迟结构进入塑性工作阶段并减少塑性变形,必要时还需同时提高刚度以满足使用功能的变形要求,而变形能力的要求可根据结构及其构件在中震、大震下进入弹塑性的程度加以调整。
如何确定结构抗震性能目标•4、性能设计寻求的是结构或构件在承载力及变形能力的合理平衡点:•a、当承载能力提高幅度较大时,可适当降低延性要求;•b、而当承载力水平提高幅度较小时,可相应提高结构或构件的延性(也即当延性指标的实现有困难时,可通过提高结构或构件的承载力加以弥补;而当提高结构或构件的承载力有困难时,可通过提高结构或构件的延性加以弥补)。
如何确定结构抗震性能目标•5、对各项性能目标,结构的楼盖体系必须有足够安全的承载力,以保证结构的整体性,一般应使楼板在地震中基本处于弹性状态,否则,应采取适当的加强措施。
•6、为避免发生脆性破坏,设计中应控制混凝土结构构件的受剪截面面积,满足规范对剪压比的限值要求。
•7、性能目标中的抗震构造“基本要求”相当于混凝土结构中四级抗震等级的构造要求,低、中、高和特种延性要求,大致相当于混凝土结构中三、二、一和特一级抗震等级的构造要求。