美國高層建筑抗震性態(tài)設計方法進展和中美框—剪結構抗震措施對比.pdf

1、近幾年美國有影響的學術研究機構針對高地震活動性地區(qū)高層建筑結構的延性抗震設計，從不同水準地震作用下性能控制的角度提出了幾本在學術思想和設計方法上均有若干重要創(chuàng)新的設計指導性文件。這些進展對進一步改進我國高層抗震建筑結構的性態(tài)設計可能有較重要參考價值。根據(jù)論文作者所在學科點向中國建筑抗震設計規(guī)范進一步提供智庫性建議的需要，安排本論文著重完成以下三部分研究內容：
　　①對美國西海岸城市地區(qū)幾本新一代設計規(guī)范或指導性文件進行消化和整理，

2、總結美國抗震學術界和設計界在IBC2009和ASCE7-05、ASCE/SEI41-06等規(guī)范的基礎上在高層建筑基于性態(tài)抗震設計領域取得的新一輪研究成果，歸納其設計原理的思路及特色以及通過設計實踐獲得的經驗；
　?、谠诒緦W科點已經完成針對框架結構的中、美規(guī)范設計內容對比的基礎上，本論文著重完成對中、美兩國抗震規(guī)范中用于剪力墻抗震設計的有關規(guī)定的對比。并嚴格按照中國規(guī)范進行8度0.2g區(qū)一級抗震等級混凝土框架-剪力墻結構的彈性分析和

3、截面設計，且對算例按照美國規(guī)范的相關條款進行對比驗算；
　　③完成上述算例在多條地面運動輸入下的非線性動力反應分析，根據(jù)分析結果按照美國PEER發(fā)布的“高層建筑抗震設計導則”在罕遇地震下的非線性驗收準則進行抗剪性能分析，對中國規(guī)范剪力墻底部加強區(qū)的剪力放大系數(shù)進行評價。
　　通過以上工作，主要得出以下看法和結論：
　?、倜绹鞅緜鹘y(tǒng)建筑規(guī)范包含了抗震設計的傳統(tǒng)規(guī)定，同時也給出了選擇使用其它規(guī)定的可能。美國西海岸城市地區(qū)

4、幾本新一代設計規(guī)范或指導性文件則系統(tǒng)闡述了性態(tài)設計的方法，為超出傳統(tǒng)規(guī)范限制的高層建筑抗震設計提供指導，其可供我國參考借鑒的內容有：
　　1）明確以“小震”和“大震”兩個地面運動作用水準作為性態(tài)評價的依據(jù)，并針對這兩個水準規(guī)定相應的設計條款和性態(tài)驗收準則。
　　2）對某個特定周期下的譜加速度、風險水準（例如50年2％的超越概率）和場地條件進行解聚處理，表明不同震源、震級和震源距的地震對計算出的一致風險反應譜的相對貢獻，識別對

5、該場地的地震危險性起主導作用的地震，挑選與該地震作用相匹配的地面運動記錄，用于對建筑物分析模型的非線性動力反應分析。
　　3）由解聚處理得到不同震源、震級和震源距的地震組合，再根據(jù)組合事件的衰減規(guī)律，計算出條件均值反應譜（ConditionalMeanSpectrum，簡稱CMS），反應特定水準下對特定周期點最不利的地震發(fā)生時的反應譜形狀，作為調整地面運動的目標強度。
　　4）當?shù)孛嬲駝釉鰪姇r，受非線性的影響側向力分布和變形

6、曲線相較彈性階段都會發(fā)生變化，因此根據(jù)彈性階段性態(tài)特征進行的能力設計可能低估某些結構體系的內力或高估另一些結構體系的內力，美國高層建筑基于性態(tài)的抗震分析越來越多地使用建筑物三維模型的非線性動力反應分析。
　?、谥袊?guī)范對剪力墻提出了底部加強區(qū)的規(guī)定，并將底部約束邊緣構件的高度規(guī)定取為一個與結構總高度成比例的定值，這一條款是根據(jù)試驗結果、少量震害經驗以及工程實踐經驗，并一定程度借鑒了國外規(guī)范的相關規(guī)定得出。美國規(guī)范沒有明確提出底部加