单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,能力谱设计方法的若干问题,2003年5月,能力谱设计方法的若干问题2003年5月,1,能力谱设计方法的若干问题,PBD方法的概念及发展历程,从PBD方法看我国现行抗震设计思想,DBD方法的基本原理和步骤,能力谱设计方法,能力需求曲线方法,参考文献,能力谱设计方法的若干问题PBD方法的概念及发展历程,2,PBD方法的概念及发展历程,PBD方法设计思路的凸现,PBD方法的基本概念,PBD方法若干问题及,分类,PBD方法的规范化进程与实践,back,PBD方法的概念及发展历程PBD方法设计思路的凸现back,3,PBD方法,设计思路的凸现,back,地震特点,不确定性,毁灭性,等,抗震设计思想,使用寿命期内对不同,频度和强度的地震有,不同的抵抗能力,设防目标,小震不坏,中震可修,大震不倒,关于抗震设防原则,近年震害,经受了考验,反映了新问题,新问题,（除具体技术措施外）,房屋倒塌少、人员伤亡少，但经济损失巨大,运转不灵,San Fernando地震中医院严重受损,修复费用可观,对抗震设防目标的审视,强调共性,保证低限,体现个性,保证低限,基于性能的抗震设计,PBD方法设计思路的凸现back地震特点抗震设计思想设防目标,4,back,近10年地震的人员伤亡和经济损失,时间,地点,震级,死亡人数,经济损失,备注,1992.3.13,Erzinci,Turky,6.8,800,8亿美元,违规、不符合抗震、偷工减料,1993.9.29,Kailali,India,6.2,10000,未经抗震设计、施工质量低劣,1994.1.17,Northridge,USA,6.7,57,170亿美元,抗震设计、救灾应急得当,1995.1.17,Kobe,Japan,7.2,5438,1000亿美元,未经抗震设计（木结构）,1995.5.27,Sahalin,Russian,7.6,2965,1996.2.3,中国 丽江,7.0,309,25亿元,1996.3.19,中国 伽师,6.9,24,3亿元,1996.5.3,中国 包头,6.4,26,27亿元,1997.5.10,Kane,Iran,7.1,1560,1998.2.9,中国 张北,6.2,49,9亿元,1999.8.17,Izmit,Turky,7.4,17000,100亿美元,违规、不符合抗震、偷工减料,1999.9.21,中国 集集,7.3,2405,100亿美元,同土耳其，地表位错,2001.1.26,Gujilat,India,7.7,19984,未经抗震设计、施工质量低劣,back近10年地震的人员伤亡和经济损失时间地点震级死亡人数,5,PBD方法的基本概念,含义,以预定的结构性态目标为依据的抗震设计方法,几个名词,性态目标在不同地震水准下结构应达到的性能水准,性能水准某地震水准下结构的最大破坏程度,地震水准同一地区按重现期不同划分的地震强度,性能指标描述性能水准的物理量指标,体现个性,（业主）自主选择（性态目标）,（规范）（地震、性能）水准细化,back,PBD方法的基本概念含义back,6,PBD方法若干问题及,分类,PBD方法,的若干问题,地震水准,规范细分？业主选择？（50年、500年、2000年）,性态水准,规范细分多级别（比不坏、可修、不倒更细密）,性态指标力、位移（刚度）、速度、能量、损伤,抗震设防水准,设防水准,细化、优化、个性化,分类关系,back,PBD方法若干问题及分类PBD方法的若干问题back,7,back,PBD方法的,分类关系,基于性态的设计方法,performanced based design,基于承载力的设计方法,force and strength method,基于位移的设计方法,displacement-based design,基于能量的设计方法,energy-based design,按延性系数的设计方法,能力谱需求谱设计方法,直接基于位移的设计方法,静力弹塑性分析,pushover analysis,其它分析或设计步骤,other steps,backPBD方法的分类关系基于性态的设计方法基于承载力的设,8,PBD方法的规范化进程与实践,规范化进程,1995年，美国加州工程师协会SEAOC，Vision 2000,1996年，美国应用技术委员会ATC，ATC-40,1996年，美国联邦紧急救援署FEMA，FEMA273，274,1997年，美国建筑抗震安全委员会BSSC，NEHRP,IBC2000，EuroCode 8，日本RC结构设计指南PRESS,2001年，GB50011-2001（雏形）,程序（POA）,IDARC（属 NCEER）,SCM3D（属ETABS系列）,DRAIN（Berkeley）,实践,back,PBD方法的规范化进程与实践规范化进程back,9,back,从PBD方法看我国现行抗震设计思想,设防水准,不坏,可修,不倒,地震水准,小震,中震,大震,性态指标,力+位移,不明确,位移,形式上,具有PBD的雏形（性态设计）,设防水准“一刀切”（不区分结构）,性态指标,业主无选择余地（统一）,实际上,结构重要性分类,各类结构措施,RC结构抗震等级,结果：,相同地震下不同结构性态不同,back从PBD方法看我国现行抗震设计思想设防水准地震水准性,10,back,抗震设防分类与设防标准,建筑类别,规范,建筑的重要性,抗震措施,地震作用计算,甲类,GBJ11-89,特殊要求的建筑,采取特殊的抗震措施,按专门研究的地震动参数,GB50011,重大建筑工程和可能发生严重次生灾害的建筑,提高一度,（9度适当提高）,应高于本地区设防烈度的要求，其值按批准的安评结果确定,乙类,GBJ11-89,国家重点抗震城市生命线工程的建筑,提高一度（9度适当提高）,原设防烈度,GB50011,地震时使用不能中断或需尽快恢复的建筑,提高一度,（9度适当提高）；小规模建筑改变结构型式时可不提高,原设防烈度,丙类,GBJ11-89 GB50011,甲、乙、丁类以外的一般建筑,原设防烈度,原设防烈度,丁类,GBJ11-89,抗震次要的建筑,降低一度（6度不降）,原设防烈度,GB50011,抗震次要的建筑,适当降低,（6度不降）,原设防烈度,back抗震设防分类与设防标准建筑类别规范建筑的重要性抗震措,11,back,DBD方法的基本原理和步骤,等代结构,层间位移角限值,+,设计位移剖面,=,设计位移,延性,+,延性-阻尼曲线,=,等效阻尼,等效质量,等效刚度,设计位移反应谱,等效周期,设计基底剪力,层间设计剪力,设计位移剖面,backDBD方法的基本原理和步骤等代结构等效刚度设计位移反,12,能力谱设计方法,能力谱方法的基本步骤,与POA方法的差别,能力谱方法的影响因素,能力谱方法的改进,能力需求曲线法,back,方法,比较对象,结束条件,结果,CSM,能力曲线,与需求曲线,位移,能力评价,POA,能力曲线,与反应谱曲线,机构/,位移超限,能力评价,（不准确）,能力谱设计方法能力谱方法的基本步骤back方法比较对象结束,13,能力谱,方法的基本步骤,back,能力谱方法的基本步骤back,14,back,能力谱,方法的影响因素,S,A,S,D,与A点对应的需求谱,需求点,不同阻尼比的需求谱,能力谱,影响因素,推覆曲线（侧推曲线）,能力曲线（等效单质点体系确定）,等效线性化方法,问题,需求点的确定需插值或迭代,强非线性阶段两谱曲线方向接近平行,back能力谱方法的影响因素 SD与A点对应的需求谱不同阻尼,15,back,能力需求曲线方法,能力需求曲线方法的思想,变能力谱法的图形迭代为点计算迭代,变需求谱曲线为需求曲线（与CS接近垂直）,基本步骤,两种方法,ATC40 A方法变阻尼比,ATC40 B方法按,递增顺序,能力需求曲线方法的关键问题,能力需求曲线方法的改进,合理的侧推曲线（POA，P-,）,双加载模式的能力曲线,等效线性化（双参数）,区间评判,需求曲线,能力曲线,分析结果,变化区域,D,A,back能力需求曲线方法能力需求曲线方法的思想需求曲线能,16,选取结构分析模型,选择荷载分布模式,POA,侧推曲线,等效单质点化,等效线性化,需求曲线,能力曲线,能力评价,能力需求曲线方法,基本步骤,back,选取结构分析模型选择荷载分布模式POA侧推曲线等效单质点化等,17,back,能力需求曲线方法的关键问题,能力曲线,侧推曲线,荷载模式,结构模型,构件模型,结构失效标准,二阶效应,等效单质点化,需求曲线,屈服刚度系数,位移延性系数,倒塌极限状态的上下限,基底剪力(kN),倒三角模式,振型组合模式,矩形模式,back能力需求曲线方法的关键问题 能力曲线倒塌极限状态的,18,back,参考文献,钱稼茹、罗文斌.静力弹塑性分析基于性能/位移抗震的分析工具.建筑结构.2000.30(6).23-26,小谷俊介著.叶列平、钱稼茹译.日本基于性能结构抗震设计方法的发展.建筑结构.2000.30(6).3-9,叶列平.李琪.基于性能/位移的能力-需求曲线设计方法.现代地震工程进展全国地震工程会议论文集.南京.东南大学出版社.2002.430-435（另3篇）,A.K.Chopra,R.K.Goel.Capacity-demand-diagram methods for estimating seismic deformation of inelastic structures:SDF systems.University of California,Berkeley.California,US.PEER.Feb.1999.1-60,Federal Emergency Management Agency.Guidelines and commentary for the seismic rehabilitation of buildings,FEMA 273&274,.1998,B.Gupta,S.K.Kunnath.Adaptive spectra-based pushover procedure for seismic evaluation of structure,Earthquake spectra.2000.16(2).367-392,R.S.Lawson,V.Vance and Helmut Krawinkler.Nonlinear static push-over analysis-why,when,and how?5th U.S National Conference On Earthquake Engineering.Chicago,Illinois.Jul.1994.283-292,Building Seismic Safety Council.,NEHRP,recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures.Washington.D.C.BSSC.1997.263-267,SEAOC Version 2000.,Performance Based Seismic Engineering of Buildings,.and:Conceptual Framework.Sacramento,California,US.1999,X.X.Qi,J.P.Moehle.Displacement design approach for RC structure subject to earthquake,Report No.UCB/EERC.Feb.1991.4-12,S.K.Kunnath,B.Gupta.Validity of deformation demand estimates using nonlinear static proced