抗震设计方法及发展

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1、建筑工程学院2013—2014学年第二学期研究生课程读书报告题目：抗震设计方法的发展考核科目：高层建筑结构设计与分析所在院系：建筑工程学院专业：结构工程姓名：刘继龙学号：13072104437目录摘要：21引言22基于承载力的抗震设计方法23基于延性的抗震设计方法24基于位移的抗震设计方法34.1按延性系数设计方法34.2能力谱方法34.3直接基于位移的方法45基于性能的抗震设计方法46结论6参考文献77抗震设计方法的发展摘要：介绍了抗震设计概念的发展过程，分析了近100年来提出的五种主要抗震设计方法的优缺点，并重点论述了基于性能的抗震设计

2、方法，以促进结构抗震性能的研究，更好地做好结构设计。Abstract：Itintroduecesthedevelopmentofaseismaticdesign,analyzesadvantagesanddisadvantagesoffiveaseismaticdesignmethodsofrecentonehundredyears,putsgreatemphasisonthedesigningmethodbasedonperformanceinordertopromotetheresearchofstructuralanti-quakec

3、apabilityandmakebetterjobofstructuredesign.Keywords:aseismaticdesign,structuralcomponent,ductileindex1引言对应于地震动和结构反应分析研究的发展，人们的抗震设计概念经历了基于承载力—基于延性+承载力—基于性能的过程。这个过程从以结构承载力分析为主，发展到兼顾承载力和结构变形，再到全面分析结构的承载力、变形、损伤和耗能。这些设计方法在实际结构的设计当中常常融合在一起，下面按照他们侧重点的不同分类，虽有偏颇，但能体现出随着科技水平的发展，人们对于

4、结构抗震性能的认识水平和要求的逐步提高。在100多年的发展过程中，大致提出了以下几种主要抗震设计方法。2基于承载力的抗震设计方法20世纪70年代以前的抗震设计采用基于承载力的抗震设计方法，地震分析属于等效静力分析阶段，以结构构件的强度或刚度是否达到特定的极限状态作为结构是否失效的准则。基于承载力的抗震设计方法建立在静力分析理论之上。静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式来反映地震作用，并按弹性方法来计算结构地震作用效应。该方法的缺点在于无法准确描述结构进入弹塑性阶段的表现，对结构在地震作用下的破坏程度控制不够。3基于延性的抗震设计方法20

5、世纪60年代，人们认识到对于一般的房屋结构、土体结构以及地基等，需要利用结构体系的非线性变形来充分考虑结构物的抗震性能。1973年—1976年，纽马克和霍尔总结当时的经验，提出了用延性概念来概括结构超过弹性结构时的抗震能力。他们认为在抗震设计中除了重视强度和刚度外，还必须重视加强延性；并提出了延性系数将弹性反应谱修改成弹塑性反应谱的方法，并建议用于实际结构的抗震计算。71979年，他们计算了10个地震动作用下的非线性反应谱，从而归纳出确定非线性反应谱原则、方法和数据，以及相应的机构地震反应分析方法。非线性的大小用延性系数来表示和分别为所考虑

6、的整体结构或部分结构的最大容许变形和此变形的弹性极限值。强调结构延性对抗震的有利作用，强调结构变形反应，并且把它简化为可以在设计中采用的简单形式。实际上，由于计算结构非弹性地震反应的困难，在结构的抗震设计中，小震情况下按弹性反应谱计算的结果设计构件，然后根据震害经验，采取构造措施来保证结构进入非弹性阶段的变形能力，以适应结构非弹性地震反应的需求。这是目前各国使用的主要方法。4基于位移的抗震设计方法基于位移的抗震设计是指在一定水准的地震作用下，以结构的位移响应为目标设计结构和构件，使结构达到该水准地震作用下的性能要求。基于位移的抗震设计（DB

7、SD）这一概念出现的标志是发表于1992年的文献[1],[2]。作者指出地震中引起结构和非结构损坏的根本原因是过大的位移，因此在设计中应当从基于强度转变为基于位移，以控制接哦股在大震下的位移和层间位移角，使结构的塑性变形能力能够满足地震作用下的位移；同时还评述了用于估算位移的幅值和分布的各种方法，通过与基于强度和基于延性的设计相比较，说明了基于位移的设计不仅有效，而且简单。目前基于位移的设计方法可以分为三类：按延性系数分析的方法、能力普方法和直接基于位移的方法。4.1按延性系数设计方法即通过建立构件的位移延性系数或截面曲率延性系数和塑性铰区

8、混凝土极限压应变的关系，由约束钢筋来保证核心区混凝土能够达到所要求的极限压应变，从而使构件的延性系数符合要求。这种方法在新西兰等国家得到应用并称之为“能力设计”方法。该方法三个关