基于性能理論的RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計新法-辛力

第39卷第6期2007年12月西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版J1Xi.anUniv.ofArch.&Tech.(NaturalScieneeEditionVol.39No.6Dec.2007基于性能理論的RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計新法辛力,梁興文(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，陜西西安710055摘要:根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的/三水準(zhǔn)0設(shè)防目標(biāo)定義結(jié)構(gòu)的性能水平及性能目標(biāo)，從滿足性能目標(biāo)的Pushover分析結(jié)果出發(fā),分析了框架結(jié)構(gòu)彈性剛度、設(shè)計承載力取值以及梁柱端配箍特征值三因素對Pushover曲線走勢的影響.一方面，找出能夠滿足性能目標(biāo)的結(jié)構(gòu)彈性剛度及設(shè)計承載力取值；另一方面，通過變形能力設(shè)計方法，驗證了現(xiàn)行規(guī)范框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施基本滿足變形能力要求.建立了以規(guī)范的抗震設(shè)計過程為基礎(chǔ)，能夠滿足結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)的一種新的抗震設(shè)計方法，并通過算例分析說明了該方法的基本過程.關(guān)鍵詞:三水準(zhǔn);靜力彈塑性分析；彈性剛度;設(shè)計承載力；變形能中圖分類號:TU318文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-7930(200706-0790-07我國抗震設(shè)計規(guī)范[1]以結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計為前提，僅通過對小震、大震作用下的位移驗算控制結(jié)構(gòu)的變形.一方面,它對結(jié)構(gòu)位移的控制顯得粗略，且設(shè)防目標(biāo)比較單一；另一方面,它難以有效控制結(jié)構(gòu)在中震情況下的性態(tài).基于位移的抗震設(shè)計以結(jié)構(gòu)的位移為控制指標(biāo)從而控制結(jié)構(gòu)的性能水平，實現(xiàn)預(yù)期的性能目標(biāo)，是一種比基于力的抗震設(shè)計更為先進、合理的設(shè)計方法，代表著結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的發(fā)展方向.現(xiàn)階段,基于位移的抗震設(shè)計在結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移的選取、彈塑性位移反應(yīng)譜的建立、影響抗震設(shè)計的各種不確定因

素的量化和確定方法等方面還存在許多問題，導(dǎo)致這種新的設(shè)計方法目前難以應(yīng)用于工程實際.以規(guī)范[1]/三水準(zhǔn)0設(shè)防目標(biāo)為依據(jù)，將基于力的設(shè)計方法和直接基于位移的計方法相結(jié)合，建立以現(xiàn)行規(guī)范抗震設(shè)計方法為基礎(chǔ)，可滿足/三水準(zhǔn)0性能目標(biāo)要求，又省去結(jié)構(gòu)變形驗算的一種新的RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法，可作為基于力的抗震設(shè)計向基于位移的抗震設(shè)計轉(zhuǎn)化的一個過渡.圖1需求曲線與能力曲線的關(guān)系Fig.1Therelationshipbetweendemandcurveandcapacity1結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)及性能評估標(biāo)準(zhǔn)為與我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范［1］的/三水柱0設(shè)防目標(biāo)相協(xié)調(diào)，將建筑結(jié)構(gòu)的性能劃分為三個水平，即使用良好、保證人身安全和防止倒塌，并用層間位移角加以量化，即在設(shè)計地震作用下，以結(jié)構(gòu)的最大層間位移角不超過某一限值作為性能目標(biāo).三性能水平對應(yīng)的地震風(fēng)險水準(zhǔn)取現(xiàn)行規(guī)范［1］的小震、中震和大震.文獻［2］通過分析大量試驗結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范［1］，給出了框架結(jié)構(gòu)三性能水平對應(yīng)層間位移角限值 ：使用良好-H*=1/550;保證人身安全-H*=1/200;防止倒塌-H*=1/50.經(jīng)過計算分析，本文認為上述設(shè)防目標(biāo)對中震情況下結(jié)構(gòu)性能要求偏高，對其稍作調(diào)整，取人身安全性能水平-H*=1/150.以結(jié)構(gòu)最大層間位移角達到上述限值時的側(cè)移曲線，作為某一性能水平的目標(biāo)側(cè)移曲線，分別對結(jié)構(gòu)進*收稿日期：2007-07-14基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（50678146作者簡介:辛力（1981-,男，陜西大荔人,博士研究生，主要從事結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方面的研究工作.行直接基于位移的抗震計算，可求得各性能水平的地震需求，具體的計算過程詳見文獻［2］.將三性能水平的地震需求與對應(yīng)的結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移在V-u（基底剪力-頂點位移坐標(biāo)上表示，如圖1中的A、B、C三點，連接0ABC,構(gòu)成結(jié)構(gòu)需求曲線，需求曲線反映了結(jié)構(gòu)達到各性能水平目標(biāo)位移時的抗震承載力需求；然后對初步設(shè)計的結(jié)構(gòu)進行Pushover分析,記錄基底剪力-頂點位移關(guān)系曲線，即為能力曲線，能力曲線反映了結(jié)構(gòu)的實際抗震承載力.本文假定結(jié)構(gòu)為理想彈塑性體，則能力曲線轉(zhuǎn)化為二折線，將其與需求曲線在同坐標(biāo)表達，如果能力曲線高于需求曲線，則證明結(jié)構(gòu)實際承載力大于承載力需求，可保證結(jié)構(gòu)實際位移小于目標(biāo)位移，滿足性能目標(biāo)要求，設(shè)計結(jié)果可靠

圖2等效單自由度體系的能力曲線與需求曲線Fig.2Thecapacitycurveanddemandcurveofequivalentsingle-degree-of-freedomsystem2結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的選取2.1結(jié)構(gòu)剛度選取原則將多自由度結(jié)構(gòu)等效轉(zhuǎn)化為單自由度體系處理，具體的轉(zhuǎn)化過程可參考文獻[2].則二折線能力曲線與需求曲線轉(zhuǎn)化為圖 2形式.圖中,ueff為等效單自由度體系的等效位移;K、Keff分別表示結(jié)構(gòu)等效單自由度體系的彈性剛度以及 /使用良好0性能水平的等效剛度,Keff可通過結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移由位移反應(yīng)譜求得.可以看出，只要結(jié)構(gòu)彈性剛度K大于/使用良好0性能iiii1](31](3水平的等效剛度Keff,即可保證能力曲線在/使用良好0性能水平高于需求曲線.根據(jù)質(zhì)量、剛度與周期的關(guān)系，可知如果結(jié)構(gòu)的彈性基本自振周期T小于/使用良好0性能水平的等效周期Teff,即可滿足/使用良好0性能水平的性能目標(biāo)要求22框架結(jié)構(gòu)/使用良好0性能水平的等效周期基于位移的抗震設(shè)計中，結(jié)構(gòu)某一性能水平的等效周期Teff由其目標(biāo)位移和位移反應(yīng)譜求得?為獲得框架結(jié)構(gòu)任意性能水平的目標(biāo)側(cè)移，首先應(yīng)確定結(jié)構(gòu)的側(cè)移模式.文獻［2］給出了質(zhì)量，剛度沿高度分布較均勻時，倒三角分布荷載作用于框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移模式:u(N=v(Nut(1v(N=0.5(3N-N3(2式中:ut為等截面剪切懸臂桿在倒三角形分布荷載作用下的頂點側(cè)移 ;<(N可視為結(jié)構(gòu)第一振型形狀；其中N=z/H,z為結(jié)構(gòu)任一點距地面高度,H為結(jié)構(gòu)總高度.框架結(jié)構(gòu)側(cè)移模式為剪切型，現(xiàn)假定框架結(jié)構(gòu)底層層間側(cè)移角最大，以結(jié)構(gòu)底層層間側(cè)移角達到H*=1/550時的側(cè)移曲線作為/使用良好0性能水平的目標(biāo)位移曲線.在底層層高已知的情況下，由式(1、式(2可得結(jié)構(gòu)使用良好性能水平的目標(biāo)頂點位移u*t=u(N1/<(N1=2H1H*/(3N1-N31=2H/[550(3-N2式中:u*t為結(jié)構(gòu)使用良好性能水平的目標(biāo)頂點位移;N1為結(jié)構(gòu)第一層的相對高度；H1為結(jié)構(gòu)第一層層?||*高；H為結(jié)構(gòu)某一性能水平層間側(cè)移角限值.將式（1中的ut換為u*t,可得結(jié)構(gòu)等效單自由度體系的等效位移[2]ueff=i=12ii=11(61(6i=1[v(Ni*ti=1<(Ni*tu*tC1(4式中:mi、ui分別為第i層的集中質(zhì)量和目標(biāo)位移,C1為第一振型參與系數(shù).基于位移的抗震設(shè)計是建立在彈塑性位移反應(yīng)譜的基礎(chǔ)上的 .在目前尚無符合我國實際的位移反應(yīng)譜的情況下，一般是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的加速度反應(yīng)譜 Sa（T，按下式換算為位移反應(yīng)譜：Sd=[T/(2P]2Sa(5將Sd=ueff代入式（5可求得結(jié)構(gòu)等效周期.對于一般框架結(jié)構(gòu)（Tg[T1[5Tg，/使用良好0性791第6期辛力等:基于性能理論的RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計新法能水平的等效周期為：Teff=4P2u*tT0.91Amaxg12-C8P2H550T0.9gC1Amaxg(3-N20.91式中:Tg為特征周期；其他與加速度反應(yīng)譜相關(guān)的參數(shù)可參考現(xiàn)行規(guī)范[1]，由于結(jié)構(gòu)處于彈性階段，阻尼比取F=0.05.2.3框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選取原則框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方案應(yīng)同時具備兩個條件：一方面，結(jié)構(gòu)的彈性基本自振周期應(yīng)小于式（6計算所得的Teff;另外，為保證框架柱發(fā)生具有一定延性的大偏壓破壞，結(jié)構(gòu)方案應(yīng)能滿足規(guī)范［1］對框架柱的軸壓比限值要求.本文選取能夠滿足上述兩個條件的結(jié)構(gòu)最小剛度為設(shè)計方案，做到既安全又經(jīng)濟.3結(jié)構(gòu)的設(shè)計地震作用取值該方法的設(shè)計宗旨是，將結(jié)構(gòu)設(shè)計地震作用與相應(yīng)的重力荷載效應(yīng)及風(fēng)荷載效應(yīng)組合，按現(xiàn)行規(guī)范［1］進行構(gòu)件截面承載力計算，并采取必要的構(gòu)造措施，使結(jié)構(gòu)能夠滿足三性能水平的承載力要求.因而,設(shè)計地震作用的取值應(yīng)能滿足三性能水平的承載力需求.Pushove訕線反映了結(jié)構(gòu)的實際承載能力，假定結(jié)構(gòu)為理想彈塑性體，即可認為二折線能力曲線對應(yīng)的屈服基底剪力即為結(jié)構(gòu)的最大抗震承載力 .由圖2可知，結(jié)構(gòu)的最大抗震承載力應(yīng)大于三性能水平的承載力需求，才能滿足預(yù)期的性能目標(biāo)，即要求水平直線EF應(yīng)高于斜直線BcCc，從經(jīng)濟角度考慮，本文假定EF剛好經(jīng)過Bc、Cc中較高的一個.結(jié)構(gòu)實際的抗震能力通常要大于其設(shè)計抗震能力（設(shè)計地震作用［3-4］.超強系數(shù)K定義為前者與后者的比值.按現(xiàn)行規(guī)范［1］對結(jié)構(gòu)進行承載力設(shè)計時，如僅考慮地震[1]792[1]792作用分項系數(shù)1.3、材料分項系數(shù)（Cs=1.1及Cc=1.4的平均值、內(nèi)力調(diào)整值（平均取1.2以及承載力抗震調(diào)整系數(shù)CRE（本文取1.2CRE=1得：K=1.3@[(1.1+1.4/2]@1.2@CRE=1.625(7對于現(xiàn)行規(guī)范［1］,文獻［4］認為框架結(jié)構(gòu)K取2比較合理，故本文取K=1.625比較保守，可以接受.求得結(jié)構(gòu)各性能水平的地震需求后，選取三者的最大值作為結(jié)構(gòu)地震需求（實際承載力需求，將其除以K，可得到設(shè)計地震作用取值Vb,將其按結(jié)構(gòu)側(cè)移模式分配到各層，得結(jié)構(gòu)第i層水平地震作用[2]:Fi=mi<(Niuo=np一立uo=np一立puo一IELh」mj<(Nj(8將其與豎向荷載，風(fēng)荷載等進行組合，進行構(gòu)件截面承載力設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)滿足承載力需求.圖3V-LD-Gc的關(guān)系曲線Fig.3TherelationshipbetwecnV-LD-Gc4結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形能力要求結(jié)構(gòu)要滿足性能目標(biāo)，還應(yīng)有足夠的變形能力仮映在圖2上，即要求能力曲線的點處于需求曲線CP點的右方.框架結(jié)構(gòu)防止倒塌性能水平的極限層間位移角為H*1/50,即要求框架結(jié)構(gòu)層間側(cè)移角能夠達到 1/50.按照文獻［5-7］的變形能力設(shè)計方法,本文給出規(guī)范［1］規(guī)定的軸壓比限值及箍筋加密區(qū)最小配箍率對應(yīng)的柱、相對受壓區(qū)高度為上限值及箍筋加密區(qū)最小配箍率對應(yīng)的梁組成的框架的極限側(cè)移角根據(jù)文獻［8］所給的框架側(cè)移解構(gòu)規(guī)則，檢驗按現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計的結(jié)構(gòu)能否滿足變形能力要求.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版第39卷4.1框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移解構(gòu)框架的層間位移是各構(gòu)件（梁、柱和節(jié)點核心區(qū)變形的結(jié)果，簡單起見，本文省去節(jié)點核心區(qū)變形對結(jié)構(gòu)整個層間位移的貢獻，僅計算框架結(jié)構(gòu)達到防止倒塌性能水平目標(biāo)側(cè)移曲線時（H*=1/50梁、柱的變形需求.框架節(jié)（代表某層框架的V-LD-Gc關(guān)系[8]InV=0.05LD#(1+G2c-3.0(Gc-1(9式中:V為塑性變形分布因子，表示柱的塑性變形引起的框架節(jié)側(cè)移DPc與梁的塑性變形引起的框架節(jié)側(cè)移Db之比;LD為框架位移延性比;Gc為強柱系數(shù).根據(jù)不同的抗震等級，現(xiàn)行規(guī)范給出了框架結(jié)構(gòu)的強柱系數(shù)，另外,針對一般框架結(jié)構(gòu)的位移延性(10(10(10(10需求,由公式（9得到V-LD-Gc的關(guān)系曲線（圖342框架柱的轉(zhuǎn)動需求與最小轉(zhuǎn)動能力比較RC構(gòu)件的屈服曲率只與受拉縱筋的屈服應(yīng)變 Es和構(gòu)件截面高度有關(guān)[9]，因而，構(gòu)件的轉(zhuǎn)動能力取決于塑性轉(zhuǎn)動部分.如果塑性轉(zhuǎn)動能力大于塑性轉(zhuǎn)動需求，即可說明結(jié)構(gòu)滿足變形要求.4.2.1框架柱塑性轉(zhuǎn)動需求當(dāng)層間側(cè)移角為H*=1/50時，柱子對應(yīng)的最大塑性轉(zhuǎn)角需求為[8]cd=V1+VLD-1LDH*=4.5V275(1+V取抗震等級分別為一、二、三級（Gc=1.4、Gc=1.2、Gc=1.1,LD=5.5(此時算得HpcUcU，進而可得到框架柱的最小極限塑性轉(zhuǎn)角 HPcd最大,得到各抗震等級最大塑性變形因子V,對不同的V,由式（10得到不同抗震等級框架柱的最大塑性轉(zhuǎn)角需求：一級,HPcd=1/151=1/151二級,HPcd=1/118;三級,HPcd=1/106.422框架柱塑性轉(zhuǎn)動能力及其與轉(zhuǎn)動需求比較由文獻［5-6］得柱截面的極限轉(zhuǎn)動能力：CC=[Acor(Kv+0.04]/(20#Agn(11式中:Hucc為柱截面的極限轉(zhuǎn)角;Kv為配箍特征值;n為軸壓比;Acor、Ag分別為柱的核心面積和全面積.對工程中常用的HRB335級鋼筋，柱截面曲率延性LcU、軸壓比n與配箍特征值Kv之間的關(guān)系為［5］Kv=0.0355(Ag/AcornLcU-0.04(12取規(guī)范［1］給出的軸壓比和配箍特征值限值代入式（11進行試算，發(fā)現(xiàn)柱截面的極限轉(zhuǎn)動能力隨著軸壓比的增大而減小.取Acor/Ag為較保守的0.8,即可得到由現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的柱的最小極限側(cè)移角Hucc，由式（12可求得Lcc=Hucc（LcU-1/LcU,將其與塑性轉(zhuǎn)角需求進行對比，如表1.考慮到重力荷載分項系數(shù)（CG=1.2和材料分項系數(shù)（Cs=1.1及Cc=1.4,將規(guī)范［1］的設(shè)計軸壓比和配箍特征值轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)值.表1框架柱的最小轉(zhuǎn)動能力與最大轉(zhuǎn)動需求比較Tab.1ComparisonofrotationcapacityandrotationdemandforcolumnsAseismicgradeAcor/AgHuccLcUHpccHpcc\Hpcd10.7心.2@1.4=0.417(0.17@1.1/1.4=0.1340.81/59.99.41/67.1Yes208(1.2@1.4=0.476(0.17@1.1/1.4=0.1340.81/68.48.21/77.9Yes30.9/(1.2@1.4=0.536(0.17@1.1/1.4=0.1340.81/77.07.31/89.2Yes4.3框架梁的轉(zhuǎn)動需求與最小轉(zhuǎn)動能力比較 4.3.1框架梁塑性轉(zhuǎn)動需求對于框架梁，其對應(yīng)的最大塑性轉(zhuǎn)角需求為［8］:bd=11+VLD-1LDH*=175(1+V(13根據(jù)式（9關(guān)系，將相應(yīng)的V、LD代入上式進行試算，可得各抗震等級HPbd最大值:一級,HPbd=1/101.9(LD=4.7;二級,Hpbd=1/125.3(LD=4.6,三級,Hpbd=1/142.6(LD=4.5.793第6期辛力等:基于性能理論的RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計新法4.3.2框架梁塑性轉(zhuǎn)動能力及其與轉(zhuǎn)動需求比較文獻［7］給出了鋼筋混凝土框架梁的性能設(shè)計方程，可將其轉(zhuǎn)化為如下形式：Hube=KvEsu+0.004(2.24/DI(N/B(14式中:Hube為梁的極限轉(zhuǎn)動量;Esu為約束箍筋極限拉應(yīng)變,取0.12[7]；DI為結(jié)構(gòu)破損指標(biāo)，在防止倒塌性能水平，框架梁取DI=1;N為無約束梁截面相對受壓區(qū)高度，按規(guī)范要求抗震等級為一級取0.25,二級和三級取0.35;B為一比例系數(shù),是N與考慮箍筋約束的梁截面實際相對受壓區(qū)高度NB的比值，取018[7]梁截面曲率延性系數(shù)LbU、相對受壓區(qū)高度N、配箍特征值Kv三者之間的關(guān)系為[7]Kv=[1.9(N/BLbUEsy-0.004]/Esu(15式中:Esy為縱筋的屈服應(yīng)變，對于工程中常用的HRB335級鋼筋,Esy=0.001675.規(guī)范[1]沒有給出框架梁箍筋加密區(qū)的最小配箍特征值，但給出了箍筋的最大間距和最小直徑.選工程中一般應(yīng)用的框架梁截面尺寸進行試算（箍筋選HPB235級鋼筋，混凝土強度等級取C40,得到由現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的不同抗震等級梁端最小標(biāo)準(zhǔn)配箍特征值：一級,Kv\0.066;二級,Kv\0.042;三級,Kv\01028.與柱類似，由式（14、式（15可得到框架梁的塑性轉(zhuǎn)動能力，將其與塑性轉(zhuǎn)動需求對比，如表2.表2框架梁的最小轉(zhuǎn)動能力與最大轉(zhuǎn)動需求比較Tab.2ComparisonofrotationcapacityandrotationdemandforbeamsAseismicgradebcbcHpbc\Hpbd1(0.25@1.1/1.4=0.1960.0661/29.523.91/30.7Yes2(0.35@1.1/1.4=0.2750.0421/54.512.91/57.1Yes3(0.35@1.1/1.4=0.2750.0281/67.010.51/74.1辛250aC<MJ§ 25?^?X)1Wx&tW5 250x600IZ50?X)11wxeoo§ 250-^6001沁6001 250x600§ 250?0§ 250“00§ 250x600§X§X§X250^60015OArttK)3.Jies圖4結(jié)構(gòu)設(shè)計方案Fig.4Thestructuralscheme4.4變形能力設(shè)計原則以上分析說明，按照現(xiàn)行抗震規(guī)范［1］設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)均可滿足/三性能目標(biāo)0的變形能力要求，因而設(shè)計過程中無需對結(jié)構(gòu)進行專門的變形能力設(shè)計5實例分析一榀五層框架（圖4.抗震設(shè)防烈度8度,0類場地，設(shè)計地震分組為第二組（Tg=0.55s抗震等級二級，混凝土強度等級為C30.5.1方案選取（梁、柱截面選擇由經(jīng)驗給出結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計方案，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)基本自振周期與公式（6計算的等效周期的關(guān)系調(diào)整梁柱截面尺寸，不斷迭代以使得兩者相等.當(dāng)柱截面尺寸為400mm@400mm梁截面尺寸為250mm@600mm時，框架基本自振周期等于式（6的計算結(jié)果:T1=Teff=0.84s,選此設(shè)計方案進行軸壓比驗算，算得底層柱軸壓比最大值nmax=0.36,滿足現(xiàn)行規(guī)范n［0.8的要求（上述計算過程由ETABS程序輔助完成，結(jié)構(gòu)設(shè)計方案如圖4,各層集中質(zhì)量分別為:1~4層,42.03t;5層38.95t.5.2設(shè)計地震作用取值文獻［2］求解結(jié)構(gòu)三性能水平地震需求時，對于位移延性需求的取值（關(guān)系到阻尼比帶有猜測性，顯得不是很合理，本文給出如下解決方法：結(jié)構(gòu)各性能水平的位移延性需求，可由相應(yīng)等效單自由度體系的等效位移與屈服位移之比表示，文獻［10］通過對比分析,認為框架結(jié)構(gòu)的屈服位移取小震作用下結(jié)構(gòu)位移的2.5~2.7倍較為合理，而小794西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版第39卷第6期辛力等：基于性能理論的RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計新法795震作用下結(jié)構(gòu)對應(yīng)等效單自由度體系等效位移，可根據(jù)結(jié)構(gòu)彈性基本自振周期和位移反應(yīng)譜直接求得,對于由加速度反應(yīng)譜按式（5轉(zhuǎn)化所得的位移反應(yīng)譜,一般框架結(jié)構(gòu)（Tg［T1［5Tg有：maxuyeff=（2.5~2.7T1TgAg/（4P（16式中：uyeff為等效單自由度體系的屈服位移,本文取小震作用下結(jié)構(gòu)位移的2.7倍,算得uyeff=2mm.結(jié)構(gòu)某一性能水平的目標(biāo)位移可根據(jù)式（1的側(cè)移模式及各性能水平對應(yīng)層間位移角限值求得，然后由（4可求得相應(yīng)等效單自由度體系在各性能水平的等效位移,將其除以式（16計算結(jié)果,得到各性能水平的位移延性需求（注:小于1時取1.最后根據(jù)直接基于位移的抗震設(shè)計方法計算各性能水平的 地震需求,結(jié)果為:/使用良好0性能水平,Vd=203kN;/保證人身安全0性能水平,Vd=331kN;/防止倒塌0性能水平,Vd=419kN（Tg=0.55+0.05=0.6s.可見/防止倒塌0性能水平地震需求最大,將其除以超強系數(shù)1.625,得設(shè)計地震作用取值：Vb=419/1.625=257.8kN.將其按照式（8分配到各層,按現(xiàn)行規(guī)范［1］進行抗震承載力設(shè)計,并按規(guī)范［1］要求采取必要的構(gòu)造措施.5.3［1］靜力彈塑性分析為便于比較,用ETABS對上述結(jié)構(gòu)按規(guī)范基底剪力法進行了抗震設(shè)計（按小震計算，此時基底剪力Vb=192kN.對兩種方法設(shè)計好的結(jié)構(gòu)進行Pushover分析，將記錄到的結(jié)構(gòu)基底剪力頂點位移（V-u曲線和相應(yīng)的需求曲線在同坐標(biāo)上表達，如圖5.由圖可看出，兩種設(shè)計方法Pushover曲線與需求曲線在彈性階段走向一致，說明選取的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案剛好滿足剛度要求,經(jīng)濟可靠;新方法（配筋量大Pushover曲線屈服荷載明顯高于規(guī)范方法，滿足性能目標(biāo)要求.大量計算分析表明，這種抗震設(shè)計方法一般均能滿足結(jié)構(gòu)預(yù)期的性能目標(biāo),驗算.Fig.5圖5靜力彈塑性分析驗證Performanceevaluationbypushoveranalysis與文獻［2］設(shè)計方法比較,省去了不必要的配筋調(diào)整和迭代計算，與規(guī)范［1］方法比較,可省去結(jié)構(gòu)的變形6結(jié)語（1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計地震作用下的性態(tài)取決于結(jié)構(gòu)方案和配筋量多少 ，本文給出了/三水準(zhǔn)0性能目標(biāo)要求下結(jié)構(gòu)的最大基本自振周期取值，確定了能夠滿足各性能水平承載力需求的設(shè)計地震作用取值,將性能設(shè)計思想融入了現(xiàn)行規(guī)范.（2結(jié)構(gòu)變形能力設(shè)計方法目前還沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，難以應(yīng)用于實際.本文用文獻［57］的設(shè)計方法與現(xiàn)行規(guī)范的構(gòu)造要求進行對比分析，發(fā)現(xiàn)按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)均能夠滿足 /三水準(zhǔn)0設(shè)防目標(biāo)的變形能力需求.（3現(xiàn)行規(guī)范/三水準(zhǔn)0設(shè)防目標(biāo)比較單一，本文所給設(shè)計方法可根據(jù)不同性能目標(biāo)調(diào)整結(jié)構(gòu)層間側(cè) 移角限值，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)防目標(biāo)的多樣性.參考文獻［1］ReferencesGB500112001建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.GB500112001,CodeforSeismicDesignofBuildingStructures[S].Beijing:ChinaArchitectureandBuildingPress,2001.[2]梁興文，鄧明科，李曉文,等.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)基于位移的抗震設(shè)計 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