美國高層建筑抗震性態(tài)設(shè)計方法進展和中美框—剪結(jié)構(gòu)抗震措施對比.pdf

1、近幾年美國有影響的學(xué)術(shù)研究機構(gòu)針對高地震活動性地區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)的延性抗震設(shè)計，從不同水準(zhǔn)地震作用下性能控制的角度提出了幾本在學(xué)術(shù)思想和設(shè)計方法上均有若干重要創(chuàng)新的設(shè)計指導(dǎo)性文件。這些進展對進一步改進我國高層抗震建筑結(jié)構(gòu)的性態(tài)設(shè)計可能有較重要參考價值。根據(jù)論文作者所在學(xué)科點向中國建筑抗震設(shè)計規(guī)范進一步提供智庫性建議的需要，安排本論文著重完成以下三部分研究內(nèi)容：
　?、賹γ绹骱０冻鞘械貐^(qū)幾本新一代設(shè)計規(guī)范或指導(dǎo)性文件進行消化和整理，

2、總結(jié)美國抗震學(xué)術(shù)界和設(shè)計界在IBC2009和ASCE7-05、ASCE/SEI41-06等規(guī)范的基礎(chǔ)上在高層建筑基于性態(tài)抗震設(shè)計領(lǐng)域取得的新一輪研究成果，歸納其設(shè)計原理的思路及特色以及通過設(shè)計實踐獲得的經(jīng)驗；
　?、谠诒緦W(xué)科點已經(jīng)完成針對框架結(jié)構(gòu)的中、美規(guī)范設(shè)計內(nèi)容對比的基礎(chǔ)上，本論文著重完成對中、美兩國抗震規(guī)范中用于剪力墻抗震設(shè)計的有關(guān)規(guī)定的對比。并嚴(yán)格按照中國規(guī)范進行8度0.2g區(qū)一級抗震等級混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的彈性分析和

3、截面設(shè)計，且對算例按照美國規(guī)范的相關(guān)條款進行對比驗算；
　?、弁瓿缮鲜鏊憷诙鄺l地面運動輸入下的非線性動力反應(yīng)分析，根據(jù)分析結(jié)果按照美國PEER發(fā)布的“高層建筑抗震設(shè)計導(dǎo)則”在罕遇地震下的非線性驗收準(zhǔn)則進行抗剪性能分析，對中國規(guī)范剪力墻底部加強區(qū)的剪力放大系數(shù)進行評價。
　　通過以上工作，主要得出以下看法和結(jié)論：
　?、倜绹鞅緜鹘y(tǒng)建筑規(guī)范包含了抗震設(shè)計的傳統(tǒng)規(guī)定，同時也給出了選擇使用其它規(guī)定的可能。美國西海岸城市地區(qū)

4、幾本新一代設(shè)計規(guī)范或指導(dǎo)性文件則系統(tǒng)闡述了性態(tài)設(shè)計的方法，為超出傳統(tǒng)規(guī)范限制的高層建筑抗震設(shè)計提供指導(dǎo)，其可供我國參考借鑒的內(nèi)容有：
　　1）明確以“小震”和“大震”兩個地面運動作用水準(zhǔn)作為性態(tài)評價的依據(jù)，并針對這兩個水準(zhǔn)規(guī)定相應(yīng)的設(shè)計條款和性態(tài)驗收準(zhǔn)則。
　　2）對某個特定周期下的譜加速度、風(fēng)險水準(zhǔn)（例如50年2％的超越概率）和場地條件進行解聚處理，表明不同震源、震級和震源距的地震對計算出的一致風(fēng)險反應(yīng)譜的相對貢獻，識別對

5、該場地的地震危險性起主導(dǎo)作用的地震，挑選與該地震作用相匹配的地面運動記錄，用于對建筑物分析模型的非線性動力反應(yīng)分析。
　　3）由解聚處理得到不同震源、震級和震源距的地震組合，再根據(jù)組合事件的衰減規(guī)律，計算出條件均值反應(yīng)譜（ConditionalMeanSpectrum，簡稱CMS），反應(yīng)特定水準(zhǔn)下對特定周期點最不利的地震發(fā)生時的反應(yīng)譜形狀，作為調(diào)整地面運動的目標(biāo)強度。
　　4）當(dāng)?shù)孛嬲駝釉鰪姇r，受非線性的影響側(cè)向力分布和變形

6、曲線相較彈性階段都會發(fā)生變化，因此根據(jù)彈性階段性態(tài)特征進行的能力設(shè)計可能低估某些結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力或高估另一些結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力，美國高層建筑基于性態(tài)的抗震分析越來越多地使用建筑物三維模型的非線性動力反應(yīng)分析。
　　②中國規(guī)范對剪力墻提出了底部加強區(qū)的規(guī)定，并將底部約束邊緣構(gòu)件的高度規(guī)定取為一個與結(jié)構(gòu)總高度成比例的定值，這一條款是根據(jù)試驗結(jié)果、少量震害經(jīng)驗以及工程實踐經(jīng)驗，并一定程度借鑒了國外規(guī)范的相關(guān)規(guī)定得出。美國規(guī)范沒有明確提出底部加