抗震概念设计及抗震性能化设计

■抗震性能化设计部分回答以下问题：
什么是抗震性能化设计性能化设计不神秘，大到整个工程，小到结构构件，都有性能化设计的问题，我们的楼梯安全岛的慨念及其设计原则就是坑震性能化设计。
为什么要进行抗震性能化设计抗震性能化设计与抗震概念设计的关系。
如何做好抗震性能化设计工作抗震性能化设计工作实例及分析。

第二部分：抗震性能化设计
1.什么是抗震性能化设计
1.1建筑抗震性能化设计就是：根据工程的具体情况，确定合理的抗震性能目标、采取恰当的计算和抗震措施，实现抗震性能目标的要求。抗震性能化设计的抗震设防目标不应低于规范的基本抗震性能目标。
1.2抗震性能化设计的基本思路是：
“高延性，低弹性承载力”或“低延性，高弹性承载力”。

1.3提高结构或构件的抗震承载力和变形能力，都是提高结构抗震性能的有效途径，而仅提高抗震承载力需要以对地震作用的准确预测为基础。限于地震研究的现状，应以提高结构（局部）或构件的变形能力并同时提高抗震承载力作为坑震性能化设计的首选。
1.4建筑的抗震性能化设计，以现有的抗震科学水平和经济条件为前提，立足于承载力和变形能力的综合考虑，具有很强的针对性（针对具体工程的不规则情况及特殊的使用功能要求等)和灵活性。

1.5在复杂高层建筑及超限工程设计审查中经常提到结构的性能化设计问题，性能化设计是结构抗震设计的精髓。
2.为什么要进行抗震性能化设计。
2.1多次大地震及特大地震的震害表明，由于城市的发展和城市人口密度的增加，城市设施复杂，经济生活节奏加快，地震灾害所引起的经济损失急剧增加，因此，以生命安全为抗震设防惟一目标的单一设防标准是不全面的，应考虑控制建筑和设施的地震破坏，保持地震时正常的生产、生活功能，减少地震对社会经济生活所带来的危害，有必要采用高于（或不低于）基本抗震设防目标的性能化设计方法。

2.2建筑的平面和立面的复杂程度增加，按常规设计方法进行的抗震设计往往不能完全满足抗震设计要求。
3.抗震性能化设计与抗震慨念设计的关系
3.1抗震性能化设计是解决复杂工程坑震设计问题的有效方法，也是抗震概念设计的集中体现。
3.2坑震性能化设计贯穿于结构抗震设计的始终，其并不神秘。我们结构设计中的许多工作其实就是抗震性能设计的具体内容，此处举例说明如下。

3.2.1《抗震规范》中的三水准设防目标，就是一种性能目标。明确要求大震下不发生危及生命的严重破坏即“大震不倒”，就是最基本的抗震性能目标。
3.2.2对起疏散作用的楼梯，提出采取加强措施，使之成为“抗震安全岛”的要求，确保大震下能具有安全避难和逃生通道的具体目标和性能要求，这是对具体部位提出的满足地震时功能要求的抗震性能目标。
3.2.3对特别不规则结构、复杂建筑结构，根据具体情况对抗侧力结构的水平构件和竖向构件提出相应的性能目标要求，提高结构或关键部位结构的抗震安全性。

3.2.4对错层结构的错层部位提出中震承载力的设计要求。
3.2.5对框支梁及框支柱按“中震”设计。由于框支梁及框支柱承托上部结构，为重要的结构构件，因此按“中震弹性“或“中震不屈服”设计。对应的性能目标就是在设防烈度地震(“中震”)作用下，框支梁及框支柱仍处于弹性(或不屈服)状态。
3.2.6重要结构的门厅柱按“中震”设计。由于门厅柱数层通高，且作为上部楼层竖向荷载的主要支承构件，属于重要的结构构件，因此按“中震弹性”或“中震不屈服”设计。对应的性能目标就是在设防烈度地震(“中震”)作用下，门厅柱仍处于弹性（或不屈服）状态。

3.2.7对承受较大拉力的楼面梁按“中震”设计。受斜柱的影响楼面梁常承受较大水平力，考虑钢筋混凝土楼板开裂后承载能力的降低，按“零刚度”楼板假定并按“中震”设计。当梁承受的拉力较大时，可考虑采用型钢混凝土梁、或钢梁。
3.2.8对特别重要的结构，当采用双重抗侧力结构时，如钢框架-钢筋混凝土核心筒结构中，对底部加强部位的抗震墙提出截面剪压比限值要求，按大震剪力不超过0.15。

3.如何做好抗震性能化设计工作
3.1抗震性能化设计的路径如下。
确定各地震水准下结构可接受侧破坏程度。
设定结构的抗震性能目标。
确定各个地震水准下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。
3.2如何确定结构的抗震性能目标
3.2.1抗震性能目标应根据抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施功能的要求、投资大小、震后损坏和修复难易程度等，经技术及经济可行性综合分析和论证后确定。3.2.2由于房屋的重要性程度及建筑使用功能不同，结构或结构部位及结构构件的抗震设防目标也不完全相同，应根据具体情况采取相应的抗震措施。
3.2.3针对工程的需要和可能，可以对整个结构，也可以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的抗震性能目标，以提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。
3.2.4鉴于目前强烈地震下结构非线性分析方法的计算模型及参数的选用，尚缺少从强震记录、设计施工资料到实际震害的验证，对结构性能的判断难以十分准确，因此，性能目标选用时宜偏于安全考虑。

3.2.5性能目标1
■结构在设防烈度地震下完好并能正常使用（即中震弹性或基本弹性)罕遇地震作用下能基本完好，最多只产生一些不明显的非弹性变形（图2-1中0AA'至0BB′之间），经检修后可继续使用（即大震基本弹性或大震不屈服）。某些特别重要的建筑，需要结构具有足够的承载力，从而保证其在中震、大震下始终处于基本弹性状态；也有一些建筑虽然不特别重要，但其设防烈度较低（如6度）或结构的地震反应较小，也可以保证其在中震、大震下始终处于基本弹性状态。
■某些特别不规则的结构，业主愿意付出经济代价，也能使其在中震、大震下始终处于基本弹性状态。对特殊工程及采用隔震、减震技术或低烈度设防且风荷载很大时，可对某些关键构件提出此项性能要求，其房屋
的高度和不规则性一般不需要专门限制。
■结构满足大震下弹性或基本弹性设计要求，大震下结构可不考虑地震内力调整系数，但应采用作用分项系数。
■各构件的细部抗震构造仅需满足最基本的构造要求(如采取抗震等级为四级的构造措施)，结构具有最基本的延性性能。

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