结构抗震性能设计基础知识

1、Word文档 结构抗震性能设计基础知识 咱们结构师耳熟能详的一个设计方法是：二阶段、三水准。所谓的三水准指小震不坏、中震可修、大震不倒，就是对结构受到不同大小的地震力作用时的表现进行掌握，二阶段指小震作用时采纳弹性分析进行计算，大震作用时采纳精确的或者简化的弹塑性分析方法进行计算。上面二阶段、三水准的设计要求对于常规结构来说是适用的，但是当我们接触到更加简单的结构、超高层结构时就有些粗糙了，这时就需要采纳更加细致的规定和更加精确的计算方法了。其缘由我们可以从下面的例子来说明： 我们由常识可以知道，核电站爱护壳一旦在地震下破坏甚至开裂，将造成大范围的毁灭性后果，活动板房破坏后只消失稍微的后果，一

2、般高层住宅在地震中破坏会造成数百人的生命与财产损失，而央视这种大型全国性新闻建筑的破坏将造成全国性的影响。因此我们可以把它们的重要性进行排序：核爱护壳央视大楼高层住宅活动板房。我们上面提到的二阶段、三水准的设计方法适用于一般高层住宅，那么对于更加重要的央视大楼以及核爱护壳，提出更加严格的要求就是一件很自然的事情了，这种重要建筑包括功能上更重要的和危急性更高的建筑（简单性超限和超高层结构）。 性能设计的规范规定与形象化理解 这些更加细致和严格的要求在抗规、高规、钢标及一些重要的省标中均有明确的规定，下列为高规的规定： 表3.11.1中的性能目标由高到低分为A、B、C、D共4类，相当于一个产品从优

3、到劣分为4个质量等级。地震水准中的多遇地震、设防烈度地震、预估的罕遇地震分别对应小震、中震、大震。性能水准分为15个等级，指结构的综合破坏程度。上面那些术语既不简单理解又难以记忆，下面我们采纳更加形象的方法来关心大家记忆： 世界衰弱冠军Rony，体重也许130KG 轻中量级衰弱冠军Mr Zhang，体重也许70KG 一般人路人甲，体重也许55KG 瘦弱的饥民，体重也许40KG 我们把结构的性能目标类比为人的综合抗击打力量，从Rony到饥民分别与A、B、C、D相对应。我们用50KG、100KG、200KG的打击力分别对应小、中、大震，肯定打击力作用下不同体格人的整体表现分别对应性能水准15。我们

4、可以想象一下，上面4个人分别受到200KG打击力时，谁仅需贴创可贴，谁要进ICU进行器官移植？明显Rony受200KG打击力时，强壮的体格顶多产生稍微皮外伤，而饥民受200KG力时，内脏器官可能都受到严峻的损伤了。 我们再依据身体不同器官重要程度不同把肌肉、骨骼、内脏对应于结构的耗能构件、一般竖向构件、关键构件。身体抗击打的整体性能由肌肉、骨骼、内脏在击打时的表现来综合衡量。 A级等级的Rony，他在小震对应的50KG打击力时性能水准为1，即宏观损坏程度为无损坏，肌肉（耗能构件）、骨骼（一般竖向构件）、内脏（关键构件）均没有任何损伤，相当于结构在小震作用时表现为弹性状态；Rony在中震对应的1

5、00KG打击力时性能水准也是1，和50KG打击力时的表现相同，反应出他强悍的身体素养；Rony在大震对应的200KG打击力时性能水准是2，宏观表现为基本完好、稍微损坏，他的肌肉发生了稍微撕裂等稍微损坏，骨骼与内脏器官均无损伤。 Mr Zhang、路人甲、饥民这三个等级在小震对应的50KG打击力时性能水准均为1，相当于任何结构在小震时均应当是弹性的，这是对结构最基本的要求。Mr Zhang在100KG打击力时性能水准为2，比Rony身体素养差一个等级，此时肌肉、骨骼、内脏器官消失的创伤与Rony受200KG打击力时相同；Mr Zhang在受200KG打击力时性能水准为3，总体为轻度损坏，肌肉为普

6、遍轻度撕裂、少量中度撕裂，骨骼为轻度骨裂，脏器也发生了轻度损伤。总体来看其身体素养尽管不如Rony，但也有强壮的身体，可以很好的反抗外在的冲击。 路人甲在100KG打击力的表现与Mr Zhang在200KG打击力下的表现相同，在200KG打击力下为性能水准4，即肌肉发生了中度撕裂、部分消失了严峻的断裂，部分骨骼消失了中度的骨裂，脏器消失了轻度损伤，此时整体表现为中度损坏。 我们再来看饥民的表现，在100KG打击力下性能水准为4，同路人甲在200KG打击力时的表现；在200KG打击力下性能水准为5，此时肌肉已经消失了严峻的断裂，部分骨骼也消失了严峻的断裂，脏器消失了中度的损坏，此时整体表现为比较严峻损坏，需要进ICU进行抢救了。 上面我们将不同结实程度的结构在地震作用时的表现与不同强壮程度的人在