美國(guó)高層建筑抗震性態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)展和中美框—剪結(jié)構(gòu)抗震措施對(duì)比.pdf

1、近幾年美國(guó)有影響的學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)針對(duì)高地震活動(dòng)性地區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)的延性抗震設(shè)計(jì)，從不同水準(zhǔn)地震作用下性能控制的角度提出了幾本在學(xué)術(shù)思想和設(shè)計(jì)方法上均有若干重要?jiǎng)?chuàng)新的設(shè)計(jì)指導(dǎo)性文件。這些進(jìn)展對(duì)進(jìn)一步改進(jìn)我國(guó)高層抗震建筑結(jié)構(gòu)的性態(tài)設(shè)計(jì)可能有較重要參考價(jià)值。根據(jù)論文作者所在學(xué)科點(diǎn)向中國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)一步提供智庫(kù)性建議的需要，安排本論文著重完成以下三部分研究?jī)?nèi)容：
　　①對(duì)美國(guó)西海岸城市地區(qū)幾本新一代設(shè)計(jì)規(guī)范或指導(dǎo)性文件進(jìn)行消化和整理，

2、總結(jié)美國(guó)抗震學(xué)術(shù)界和設(shè)計(jì)界在IBC2009和ASCE7-05、ASCE/SEI41-06等規(guī)范的基礎(chǔ)上在高層建筑基于性態(tài)抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得的新一輪研究成果，歸納其設(shè)計(jì)原理的思路及特色以及通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐獲得的經(jīng)驗(yàn)；
　　②在本學(xué)科點(diǎn)已經(jīng)完成針對(duì)框架結(jié)構(gòu)的中、美規(guī)范設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)比的基礎(chǔ)上，本論文著重完成對(duì)中、美兩國(guó)抗震規(guī)范中用于剪力墻抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定的對(duì)比。并嚴(yán)格按照中國(guó)規(guī)范進(jìn)行8度0.2g區(qū)一級(jí)抗震等級(jí)混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的彈性分析和

3、截面設(shè)計(jì)，且對(duì)算例按照美國(guó)規(guī)范的相關(guān)條款進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)算；
　?、弁瓿缮鲜鏊憷诙鄺l地面運(yùn)動(dòng)輸入下的非線性動(dòng)力反應(yīng)分析，根據(jù)分析結(jié)果按照美國(guó)PEER發(fā)布的“高層建筑抗震設(shè)計(jì)導(dǎo)則”在罕遇地震下的非線性驗(yàn)收準(zhǔn)則進(jìn)行抗剪性能分析，對(duì)中國(guó)規(guī)范剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的剪力放大系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　通過(guò)以上工作，主要得出以下看法和結(jié)論：
　?、倜绹?guó)各本傳統(tǒng)建筑規(guī)范包含了抗震設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)規(guī)定，同時(shí)也給出了選擇使用其它規(guī)定的可能。美國(guó)西海岸城市地區(qū)

4、幾本新一代設(shè)計(jì)規(guī)范或指導(dǎo)性文件則系統(tǒng)闡述了性態(tài)設(shè)計(jì)的方法，為超出傳統(tǒng)規(guī)范限制的高層建筑抗震設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，其可供我國(guó)參考借鑒的內(nèi)容有：
　　1）明確以“小震”和“大震”兩個(gè)地面運(yùn)動(dòng)作用水準(zhǔn)作為性態(tài)評(píng)價(jià)的依據(jù)，并針對(duì)這兩個(gè)水準(zhǔn)規(guī)定相應(yīng)的設(shè)計(jì)條款和性態(tài)驗(yàn)收準(zhǔn)則。
　　2）對(duì)某個(gè)特定周期下的譜加速度、風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)（例如50年2％的超越概率）和場(chǎng)地條件進(jìn)行解聚處理，表明不同震源、震級(jí)和震源距的地震對(duì)計(jì)算出的一致風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)譜的相對(duì)貢獻(xiàn)，識(shí)別對(duì)

5、該場(chǎng)地的地震危險(xiǎn)性起主導(dǎo)作用的地震，挑選與該地震作用相匹配的地面運(yùn)動(dòng)記錄，用于對(duì)建筑物分析模型的非線性動(dòng)力反應(yīng)分析。
　　3）由解聚處理得到不同震源、震級(jí)和震源距的地震組合，再根據(jù)組合事件的衰減規(guī)律，計(jì)算出條件均值反應(yīng)譜（ConditionalMeanSpectrum，簡(jiǎn)稱CMS），反應(yīng)特定水準(zhǔn)下對(duì)特定周期點(diǎn)最不利的地震發(fā)生時(shí)的反應(yīng)譜形狀，作為調(diào)整地面運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)強(qiáng)度。
　　4）當(dāng)?shù)孛嬲駝?dòng)增強(qiáng)時(shí)，受非線性的影響側(cè)向力分布和變形

6、曲線相較彈性階段都會(huì)發(fā)生變化，因此根據(jù)彈性階段性態(tài)特征進(jìn)行的能力設(shè)計(jì)可能低估某些結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力或高估另一些結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力，美國(guó)高層建筑基于性態(tài)的抗震分析越來(lái)越多地使用建筑物三維模型的非線性動(dòng)力反應(yīng)分析。
　?、谥袊?guó)規(guī)范對(duì)剪力墻提出了底部加強(qiáng)區(qū)的規(guī)定，并將底部約束邊緣構(gòu)件的高度規(guī)定取為一個(gè)與結(jié)構(gòu)總高度成比例的定值，這一條款是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果、少量震害經(jīng)驗(yàn)以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并一定程度借鑒了國(guó)外規(guī)范的相關(guān)規(guī)定得出。美國(guó)規(guī)范沒(méi)有明確提出底部加