基于性能的建筑结构设计市公开课一等奖省赛课获奖课件

基于性能建筑结构设计杨志勇中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部基于性能的建筑结构设计第1页1。基于性能设计基本概念2。基于性能设计方法3。基于性能设计工程应用基于性能的建筑结构设计第2页美国加州结构工程师协会（SEAOC）1995年提出。受到美国、日本、欧洲、新西兰、中国等国普遍重视。十多年来，各国进行了大量科研和实践工作。已经被多国以规范形式确认。是我国抗震研究和实践主要方向。

基于性能设计Performance-BasedDesign现实状况基于性能的建筑结构设计第3页基于性能设计就是使设计出结构在未来灾害（如地震）作用下维持所要求性能水平。基于性能设计普通是指基于性能抗震设计。何为基于性能设计

（Performance-BasedDesign）

基于性能的建筑结构设计第4页强调建筑结构性能目标“个性化”。业主、设计师有更大自主权。克服现有规范不足。有利于新材料、新方法推广应用。不但强调确保生命安全，同时强调防止财产损失。基于性能抗震设计主要优点基于性能的建筑结构设计第5页性能目标确实定和应用。基于性能抗震设计理论框架和实现方法。基于性能抗震设计详细实践和发展趋势。

了解基于性能抗震设计三个主要方面基于性能的建筑结构设计第6页

抗震性能目标（美国FEMA273）aeimklhgdcbfjnpo基本性能目标性能目标增高2％10％20％50％靠近坍毁生命安全马上入住正常使用结构性能增加地震烈度增加50年超越概率基于性能的建筑结构设计第7页

抗震性能目标地震风险结构类型新建筑普通加固高人口密度最少修理时间50％/50年10％/50年5％/50年

破坏控制结构稳定

生命安全

生命安全生命安全

马上入住美国ATC40基于性能的建筑结构设计第8页日本建筑研究院汇报地震风险性能水平正常使用易修复生命安全EaEbEcEdEe

ABC

ABCABC说明：Ea到Ee地震烈度减小

Ed、Ee相当于中等烈度，Ec相当于高烈度地震性能目标AAA为最高性能目标，性能目标CCC为最低性能目标

抗震性能目标基于性能的建筑结构设计第9页日本新建筑基本法性能水平正常使用易修复生命安全生命安全（预防结构整体和层间破坏）

破坏限制（预防结构整体、构件、内外装修材料破坏）最大地震动（重现期约为5）

寿命周期内发生一次地震水平（重现期约为30～50年）最大内力和位移

每个结构构件内力和位移强度和位移限值

强度和位移限值

抗震性能目标基于性能的建筑结构设计第10页我国学者提议性能目标地震水准结构性能水准1a1b2345第一，小震A、B、C、D、E

第二，中震ABCDE

第三，大震

ABCDE

抗震性能目标基于性能的建筑结构设计第11页抗震性能目标确定和使用详细抗震性能目标以规范形式表达。业主有充分选择抗震性能目标自由。设计者在实现抗震性能目标过程中能够充分发挥创造力。

基于性能的建筑结构设计第12页基于性能抗震设计步骤依据业主要求确定性能目标不满足性能目标依据性能目标进行结构设计对结构设计进行性能评定满足性能目标完成设计明确性能目标基于性能的建筑结构设计第13页基于性能抗震设计方法与以往方法联络基于性能抗震设计在保障结构最低目标性能（“共性”）时，考虑是社会总费用；确定特殊目标性能（“个性”）时，考虑是业主费用。我国还没有以规范形式确定基于性能设计方法，但已被公认为主要发展趋势现行规范“小震不坏，中震可修、大震不倒”也是一个性能目标当前在我国，基于性能抗震设计主要被应用于复杂、超限结构

基于性能的建筑结构设计第14页

基于性能抗震设计方法1、振型分解反应谱方法弹性分析、设计。2、弹性时程分析。3、竖向地震计算。4、中震弹性或中震不屈服计算。5、静力弹塑性分析（PUSHOVER）和能力谱方法。6、动力弹塑性分析。7、结构弹性，弹塑性；静力、动力抗震试验。

基于性能的建筑结构设计第15页

复杂、超限结构小震弹性设计1、模型准确、参数合理。2、两种力学模型。3、斜向地震、双向地震作用。4、最小地震作用。5、转换构件设计。6、结构刚度突变部位控制。7、周期比、位移比控制。

基于性能的建筑结构设计第16页

复杂、超限结构弹性时程分析1、地震波合理选择。2、多方向地震作用。3、弹性时程分析结果应用 。基于性能的建筑结构设计第17页

复杂、超限结构竖向地震分析1、转换大梁、长悬臂构件、连体结构。2、结构顶部竖向地震响应增大。3、悬臂端和大跨连接体跨中响应较大。基于性能的建筑结构设计第18页

中震弹性设计

何时需作中震弹性设计？基于性能的建筑结构设计第19页

中震弹性设计方法：1、调整地震影响系数最大值αmax按中震(2.8倍小震)取值。2、取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）。程序实现：1、按中震输入αmax。2、构件抗震等级指定为4级。

中震弹性设计基于性能的建筑结构设计第20页这么来做中震弹性计算

中震弹性设计基于性能的建筑结构设计第21页

中震不屈服设计中震不屈服设计方法：1、调整地震影响系数最大值αmax按中震（2.8倍小震）取值。2、取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）。3、荷载作用分项系数取1.0（组合值系数不变）。4、材料强度取标准值。5、抗震承载力调整系数γre取1.0。程序实现：1、按中震或大震输入αmax。2、选中“按中震不屈服或大震不屈服做结构设计”。基于性能的建筑结构设计第22页

中震不屈服设计这么来做中震不屈服计算基于性能的建筑结构设计第23页

中震弹性和中震不屈服实例

多遇地震分析参数基于性能的建筑结构设计第24页

中震弹性设计参数基于性能的建筑结构设计第25页

中震不屈服设计参数基于性能的建筑结构设计第26页

多遇地震分析X方向柱底内力基于性能的建筑结构设计第27页中震弹性设计X方向柱底内力基于性能的建筑结构设计第28页中震不屈服设计X方向柱底内力基于性能的建筑结构设计第29页

多遇地震分析轴压比基于性能的建筑结构设计第30页中震弹性设计轴压比基于性能的建筑结构设计第31页中震不屈服设计轴压比基于性能的建筑结构设计第32页

多遇地震分析配筋基于性能的建筑结构设计第33页中震弹性设计配筋基于性能的建筑结构设计第34页中震不屈服设计配筋基于性能的建筑结构设计第35页

多遇地震分析层间位移角基于性能的建筑结构设计第36页中震弹性设计层间位移角基于性能的建筑结构设计第37页中震不屈服设计层间位移角基于性能的建筑结构设计第38页静力弹塑性分析（PUSHOVER）