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鋼結構·抗震性能化設計概念梳理 廣東鋼結構公司選擇廣州經緯鋼結構工程有限公司 咨詢電話:13925156722
日期: 2022-02-18         點擊: 530

鋼結構·抗震性能化設計概念梳理


抗震性能化設計的內容最早出現在2010版《抗規》和《高規》中,距今已十余年。與傳統設計法(三水準兩階段)相比,性能化設計的新概念、新內容較多,計算過程復雜。盡管主要計算可交由電腦完成,但電腦只是個工具,人才是主角,整個設計過程都要由人來引領。從出發點到目的地,路徑要清晰,邏輯要嚴密?,F嘗試對性能化設計過程及基本概念進行梳理。


一、傳統設計法VS性能化設計”:

1.傳統設計法是“低彈性承載力─高延性”的單一解決方案;性能化設計追求承載力和延性的最佳平衡,可提供“低彈性承載力─高延性”或“高彈性承載力─低延性”的多種解決方案。比如:對于“性能目標1”,大震下基本處于彈性,則延性僅需滿足最低要求即可;對于“性能目標2”,大震可能屈服,則需滿足低延性要求……;對于“性能目標4”,大震接近嚴重破壞,需滿足高延性要求。


2.傳統設計法不直接驗算中震;性能化設計的主要內容就是對中震的驗算??赡苁窍抻诋敵跤嬎銠C發展水平不方便進行彈塑性分析,前輩們將設防烈度降低1.55度以后進行彈性承載力和彈性變形驗算。用“規則性控制+彈性計算+內力調整+構造措施”,間接實現中震可修和大震不倒。對于絕大多數結構只需做“兩水準一階段”(小震、中震的彈性承載力和變形驗算)設計即可,僅對少數建筑進行彈塑性驗算。


3.傳統設計法對同類構件采用統一調整系數和構造措施,不分主次,不論應力高低,堪稱“普惠型”;性能化設計立足于承載力和變形能力的綜合考慮,具有很強的針對性和靈活性,堪稱“精準投放、量體裁衣”。


4.傳統設計法的“中震可修”是通過放大小震的彈性內力而間接實現的,對“中震可修”沒有具體控制指標,可操作性不強;性能化設計直接驗算中震,對承載力和變形均有明確的控制指標。


5.傳統設計法的著重點是大震不倒,不適用于要求震后連續使用的生命線工程;對超限工程也沒有具體設計方法。盡管根據建筑重要性分為甲乙丙丁類,但彈性設計的本質沒變。傳統設計法是高延性大變形,盡管避免了倒塌保存了結構,但附屬設施破壞嚴重,對于使用功能不能中斷的建筑是不可行的。性能化設計可根據超限程度和震后使用功能要求,通過承載力、變形和構造的綜合平衡,剛柔相濟,可實現不同的預期性能目標。


6.相對于鋼筋混凝土結構,性能化對于鋼結構更有用武之地。鋼筋混凝土結構一般由地震設計狀況控制,所以性能化設計主要用于“超限”和更高抗震設計標準。而鋼結構由非地震設計狀況控制的工程很多,可以實現更好的經濟性和合理性。


7.傳統設計法是久經考驗的安全可靠的主流方法。性能化設計是有適用范圍的,要謹慎使用。在強震作用下,結構不存在承載力儲備;而且,提高承載力,往往地震作用相應增大,水漲船高。而高延性意味著結構具有較高的變形能力,也就是消耗地震能量的能力,是抗震設計的主流方向。


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