抗震設(shè)計(jì)方法及發(fā)展(更新版)
【正文】 地震作用下的性能或位移要求。該方法思路為：根據(jù)抗震規(guī)范中給出的層間彈塑性變形角限值和材料的應(yīng)變損傷限值，確定結(jié)構(gòu)各層的目標(biāo)位移；將節(jié)結(jié)構(gòu)等效為單自由度體系，并計(jì)算其等效質(zhì)量、目標(biāo)位移及等效阻尼比；由目標(biāo)位移和阻尼比，利用設(shè)計(jì)反應(yīng)譜求出等效單自由度體系的周期；計(jì)算等效單自由度體系的等效剛度及基底剪力，轉(zhuǎn)化為原結(jié)構(gòu)的側(cè)向力后進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)，再用彈塑性靜力或動(dòng)力分析對(duì)設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)。研究表明，對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震反應(yīng)主要由第一振型控制，基本周期在2s以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，能力譜法能夠較好地反映出結(jié)構(gòu)在彈塑性階段的整體與構(gòu)件變形情況，揭示出結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制與內(nèi)在隱患，從而較真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)的抗震能力。 目前基于位移的設(shè)計(jì)方法可以分為三類：按延性系數(shù)分析的方法、能力普方法和直接基于位移的方法。1979年，他們計(jì)算了10個(gè)地震動(dòng)作用下的非線性反應(yīng)譜，從而歸納出確定非線性反應(yīng)譜原則、方法和數(shù)據(jù)，以及相應(yīng)的機(jī)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法。在100多年的發(fā)展過(guò)程中，大致提出了以下幾種主要抗震設(shè)計(jì)方法。這些設(shè)計(jì)方法在實(shí)際結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中常常融合在一起，下面按照他們側(cè)重點(diǎn)的不同分類，雖有偏頗，但能體現(xiàn)出隨著科技水平的發(fā)展，人們對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震性能的認(rèn)識(shí)水平和要求的逐步提高。他們認(rèn)為在抗震設(shè)計(jì)中除了重視強(qiáng)度和剛度外，還必須重視加強(qiáng)延性；并提出了延性系數(shù)將彈性反應(yīng)譜修改成彈塑性反應(yīng)譜的方法，并建議用于實(shí)際結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算。作者指出地震中引起結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)損壞的根本原因是過(guò)大的位移，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)從基于強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)榛谖灰疲钥刂平优豆稍诖笳鹣碌奈灰坪蛯娱g位移角，使結(jié)構(gòu)的塑性變形能力能夠滿足地震作用下的位移；同時(shí)還評(píng)述了用于估算位移的幅值和分布的各種方法，通過(guò)與基于強(qiáng)度和基于延性的設(shè)計(jì)相比較，說(shuō)明了基于位移的設(shè)計(jì)不僅有效，而且簡(jiǎn)單。它將靜力彈塑性分析得到的力和位移的關(guān)系曲線轉(zhuǎn)換為等效單自由度體系加速度—位移關(guān)系的能力譜，并按照對(duì)結(jié)構(gòu)的延性需求將規(guī)范設(shè)計(jì)反應(yīng)譜折減后轉(zhuǎn)化為反映加速度—位移關(guān)系的需求譜，把能力譜和需求譜放在同一坐標(biāo)系中相比較，來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的抗震性能。 直接基于位移的方法 基于位移的設(shè)計(jì)思想早在1975年前就已提出，最早的研究集中在論述彈塑性體系與相應(yīng)的彈性體系的位移關(guān)系上?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，20世紀(jì)90年代，美國(guó)學(xué)者和工程師們提出了基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)方法—PBS（Performancebased Seismic Design）?！盎谛阅艿脑O(shè)計(jì)”要求分析的內(nèi)容多數(shù)是結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件在非線性范圍內(nèi)的工作狀態(tài)，在目前的設(shè)計(jì)水平來(lái)講，這樣會(huì)加大設(shè)計(jì)的難度，增加工作量、延長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期、增加設(shè)計(jì)費(fèi)用，所以進(jìn)行非線性分析是大多數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范不
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