PKPM软件讲稿(杨志勇)14.ppt

基于性能的建筑结构设计,杨志勇,中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部,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,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，各国进行了大量的科研和实践工作。已经被多国以规范的形式确认。是我国抗震研究和实践的重要方向。,基于性能设计Performance-BasedDesign现状,基于性能设计就是使设计出的结构在未来的灾害（如地震）作用下维持所要求的性能水平。基于性能设计一般是指基于性能的抗震设计。,何为基于性能设计（Performance-BasedDesign）,强调建筑结构性能目标的“个性化”。业主、设计师有更大的自主权。克服现有规范的局限性。有利于新材料、新方法的推广应用。不仅强调保证生命安全，同时强调避免财产损失。,基于性能抗震设计的主要优点,性能目标的确定和应用。基于性能抗震设计的理论框架和实现方法。基于性能抗震设计的具体实践和发展趋势。,理解基于性能抗震设计的三个主要方面,抗震性能目标（美国FEMA273）,a,e,i,m,k,l,h,g,d,c,b,f,j,n,p,o,基本性能目标,性能目标增高,2,10,20,50,接近倒塌,生命安全,立即入住,正常使用,结构性能增加,地震烈度增加,50年超越概率,抗震性能目标,美国ATC40,日本建筑研究院报告,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,日本新的建筑基本法,抗震性能目标,我国学者建议的性能目标,抗震性能目标,抗震性能目标的确定和使用,具体的抗震性能目标以规范的形式体现。业主有充分选择抗震性能目标的自由。设计者在实现抗震性能目标过程中可以充分发挥创造力。,基于性能抗震设计步骤,根据业主要求确定性能目标,不满足性能目标,根据性能目标进行结构设计,对结构设计进行性能评估,满足性能目标,完成设计明确性能目标,基于性能的抗震设计方法与以往方法的联系,基于性能抗震设计在保障结构最低目标性能（“共性”）时，考虑的是社会总费用；确定特殊目标性能（“个性”）时，考虑的是业主费用。我国还没有以规范的形式确定基于性能的设计方法，但已被公认为重要的发展趋势现行规范的“小震不坏，中震可修、大震不倒”也是一种性能目标目前在我国，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。,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。,复杂、超限结构弹性时程分析,1、地震波的合理选择。2、多方向地震作用。3、弹性时程分析结果的应用。,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。,中震弹性设计,何时需作中震弹性设计？,中震弹性设计方法：1、调整地震影响系数最大值max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max。2、构件抗震等级指定为4级。,中震弹性设计,这样来做中震弹性计算,中震弹性设计,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max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re取1.0。程序实现：1、按中震或大震输入max。2、选中“按中震不屈服或大震不屈服做结构设计”。,中震不屈服设计,这样来做中震不屈服计算,中震弹性和中震不屈服实例,多遇地震分析参数,中震弹性设计参数,中震不屈服设计参数,多遇地震分析X方向柱底内力,中震弹性设计X方向柱底内力,中震不屈服设计X方向柱底内力,多遇地震分析轴压比,中震弹性设计轴压比,中震不屈服设