D.0.1 結構抗震性能設計應分析結構方案的特殊性、選用適宜的結構抗震性能目標,并采取滿足預期的抗震性能目標的措施。
結構抗震性能目標應綜合考慮抗震設防類別、設防烈度、場地條件、結構的特殊性、建造費用、震后損失和修復難易程度等各項因素選定。結構抗震性能目標分為A、B、C、D四個等級,結構抗震性能分為1、2、3、4、5五個水準(表D.0.1),每個性能目標均與一組在指定地震地面運動下的結構抗震性能水準相對應。
表D.0.1 結構抗震性能目標

D.0.2 結構抗震性能目標的選用與抗震措施的選取
當前我國的抗震設計采用基于承載力和剛度的設計方法,基于多遇地震水平下的設計內(nèi)力,按照承載能力極限狀態(tài)設計方法確定構件的配筋,通過抗震措施要求實現(xiàn)預期的結構破壞形態(tài)并確保結構構件具有預期的延性,對重要的結構驗算結構的彈塑性層間位移角來保證設計罕遇地震作用下的安全。
不同于傳統(tǒng)的基于承載力抗震設計方法,性能化抗震設計方法使結構在不同重現(xiàn)期的地震作用下,達到不同的預定性能水平,從而實現(xiàn)結構的設計性能目標。性能化設計方法(Performance-based Design Method)自從上世紀九十年代初提出至今已經(jīng)二十多年,美國ATC40與FEMA273等文件中最早系統(tǒng)地介紹結構構件實現(xiàn)抗震性能化目標的具體抗震設計方法與要求。
在總結我國多年來對結構抗震性能研究、破壞性地震的建筑災害調(diào)查以及超限結構抗震審查工作成果的基礎上,我國《高層建筑混凝土結構設計規(guī)程》JGJ 3-2010中明確提出結構抗震性能化設計目標,設計要求與具體計算方法與參數(shù)取值建議。
規(guī)范將結構的抗震性能水準劃分為5個性能水準,分別用1、2、3、4、5級表示,對應將結構的抗震性能目標劃分為四種:A、B、C、D四級抗震設計的結構。四級抗震性能目標與《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-2010提出結構抗震性能1、2、3、4是一致的。地震地面運動一般分為三個水準,即多遇地震(小震)、設防烈度地震(中震)及預估的罕遇地震(大震)。在設定的地震地面運動下,與四級抗震性能目標對應的結構抗震性能水準的判別準則詳見《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 3-2010第3.11.2條作出的規(guī)定。
A、B、C、D四級性能目標的結構,在小震作用下均應滿足第1抗震性能水準,即滿足彈性設計要求;在中震或大震作用下,四種性能目標所要求的結構抗震性能水準有較大的區(qū)別。A級性能目標是最高等級,中震作用下要求結構達到第1抗震性能水準,大震作用下要求結構達到第2抗震性能水準,即結構仍處于基本彈性狀態(tài);B級性能目標,要求結構在中震作用下滿足第2抗震性能水準,大震作用下滿足第3抗震性能水準,結構僅有輕度損壞;C級性能目標,要求結構在中震作用下滿足第3抗震性能水準,大震作用下滿足第4抗震性能水準,結構中度損壞;D級性能目標是最低等級,要求結構在中震作用下滿足第4抗震性能水準,大震作用下滿足第5性能水準,結構有比較嚴重的損壞,但不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。
鑒于地震地面運動的不確定性以及對結構在強烈地震下非線性分析方法(計算模型及參數(shù)的選用等)存在不少經(jīng)驗因素,缺少從強震記錄、設計施工資料到實際震害的驗證,對結構抗震性能的判斷難以十分準確,尤其是對于長周期的超高層建筑或特別不規(guī)則結構的判斷難度更大,因此在性能目標選用中宜偏于安全一些。例如:特別不規(guī)則的、房屋高度超過B級高度很多的高層建筑或處于不利地段的特別不規(guī)則結構,可考慮選用A級性能目標;房屋高度超過B級高度較多或不規(guī)則性超過本規(guī)程適用范圍很多時,可考慮選用B級或C級性能目標;房屋高度超過B級高度或不規(guī)則性超過適用范圍較多時,可考慮選用C級性能目標;房屋高度超過A級高度或不規(guī)則性超過適用范圍較少時,可考慮選用C級或D級性能目標。結構方案中僅有部分區(qū)域結構布置比較復雜或結構的設防標準、場地條件等特殊性,使設計人員難以直接按規(guī)定的常規(guī)方法進行設計時,可考慮選用C級或D級性能目標。性能目標選用時,一般需征求有關專家的意見。
結構抗震性能分析論證的重點是深入的計算分析和工程判斷,找出結構有可能出現(xiàn)的薄弱部位,提出有針對性的抗震加強措施,必要的試驗驗證,分析論證結構可達到預期的抗震性能目標。一般需要進行如下工作:
1 分析確定結構超過規(guī)范、規(guī)程及法規(guī)適用范圍及不規(guī)則性的情況和程度;
2 認定場地條件、抗震設防類別和地震動參數(shù);
3 深入的彈性和彈塑性計算分析(靜力分析及時程分析)并判斷計算結果的合理性;
4 找出結構有可能出現(xiàn)的薄弱部位以及需要加強的關鍵部位,提出有針對性的抗震加強措施;
5 必要時還需進行構件、節(jié)點或整體模型的抗震試驗,補充提供論證依據(jù),例如對未列入的新型結構方案又無震害和試驗依據(jù)或對計算分析難以判斷、抗震概念難以接受的復雜結構方案;
6 論證結構能滿足所選用的抗震性能目標的要求。
D.0.3 結構抗震性能水準可按表D.0.3進行宏觀判別。
表D.0.3 各性能水準結構預期的震后性能狀況

注:“關鍵構件”是指該構件的失效可能引起結構的連續(xù)破壞或危及生命安全的嚴重破壞;“普通豎向構件”是指“關鍵構件”之外的豎向構件;“耗能構件”包括框架梁、剪力墻連梁及耗能支撐等。
D.0.4 結構抗震性能水準
1990建抗字第377號文件中將建筑地震的破壞等級劃分為5級,“完好,基本完好”、“輕微損傷”、“中等破壞”、“嚴重破壞”和“倒塌”。對應的破壞描述與繼續(xù)使用的可能性如表D.0.4所示。
表D.0.4 建筑地震的破壞等級劃分(1990建抗字第377號文件)

注:個別指5%以下的構件;部分指30%以下的構件;多數(shù)指大于50%的構件。
這個劃分方法主要用于地震后建筑的安全評估,《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 3-2010參考了原來的劃分原則,但將原來的第一類“完好,基本完好”分為兩類“完好、無損壞”(水準1)與“基本完好、輕微損壞”(水準2)兩類,原來的“輕微損傷”定義為“輕度損壞”(水準3),對“中等破壞”定義為“中度損壞”(水準4),“嚴重破壞”定義為“比較嚴重損壞”(水準5)。針對損壞構件的功能與重要性提出增加了具體的性能目標,其中“關鍵構件”由結構工程師根據(jù)工程實際情況分析確定,例如:底部加強部位的重要豎向構件、水平轉換構件及與其相連豎向支承構件、大跨連體結構的連接體及與其相連的的豎向支承構件、大懸挑結構的主要懸挑構件、加強層伸臂和周邊環(huán)帶結構的豎向支承構件、承托上部多個樓層框架柱的腰桁架、長短柱在同一樓層且數(shù)量相當時該層各個長短柱、扭轉變形很大部位的豎向(斜向)構件、重要的斜撐構件等。對震后修復或加固后可否繼續(xù)使用也明確提出說明,由于為設計的預期震后性能狀況,所以,要求比原來的評估嚴格,取消了原來的“倒塌”等級。
D.0.5 不同抗震性能水準的結構可按下列規(guī)定進行設計:
1 第1性能水準的結構,應滿足彈性設計要求。在多遇地震作用下,其承載力和變形應符合的有關規(guī)定;在設防烈度地震作用下,結構構件的抗震承載力應符合下式規(guī)定:

式中:Rd、γRE——分別為構件承載力設計值和承載力抗震調(diào)整系數(shù),詳見《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 3-2010第3.8.1條;
SGE、γG、γEh、γEv——見《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 3-2010第5.6.3條;
S*Ehk——水平地震作用標準值的構件內(nèi)力,不需考慮與抗震等級有關的增大系數(shù);
S*Evk——豎向地震作用標準值的構件內(nèi)力,不需考慮與抗震等級有關的增大系數(shù)。
第—類性能水準的結構,等同于“小震彈性,中震彈性不屈服”的目標,要求全部構件的抗震承載力滿足彈性設計要求。在多遇地震(小震)作用下,結構的層間位移、結構構件的承載力及結構整體穩(wěn)定等均應滿足《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 3-2010的有關規(guī)定;結構構件的抗震等級不宜低于JGJ 3-2010的有關規(guī)定,需要特別加強的構件可適當提高抗震等級,已為特一級的不再提高。在設防烈度(中震)作用下,構件承載力需滿足彈性設計要求,如式(D.0.5-1),其中不計入風荷載作用效應的組合,地震作用標準值的構件內(nèi)力(S*Ehk、S*Evk)計算中不需要乘以與抗震等級有關的增大系數(shù)。
2 第2性能水準的結構,在設防烈度地震或預估的罕遇地震作用下,關鍵構件及普通豎向構件的抗震承載力宜符合式(D.0.5-1)的規(guī)定;耗能構件的受剪承載力宜符合式(D.0.5-1)的規(guī)定,其正截面承載力應符合下式規(guī)定:

式中:Rk——截面承載力標準值,按材料強度標準值計算:
第2性能水準的結構,關鍵構件及普通豎向構件等同于“小震彈性,中震不屈服”的目標,在設防烈度(中震)作用下,構件承載力需滿足彈性設計要求,如式(D.0.5-1),其中不計入風荷載作用效應的組合,地震作用標準值的構件內(nèi)力(S*Ehk、S*Evk)計算中不需要乘以與抗震等級有關的增大系數(shù)。
第2性能水準結構的設計要求與第1性能水準結構的差別是,框架梁、剪力墻連梁等耗能構件的正截面承載力只需要滿足式(D.0.5-2)的要求,即滿足“屈服承載力設計”。“屈服承載力設計”是指構件按材料強度標準值計算的承載力Rk不小于按重力荷載及地震作用標準值計算的構件組合內(nèi)力。對耗能構件只需驗算水平地震作用為主要可變作用的組合工況,式(D.0.5-2)中重力荷載分項系數(shù)γG、水平地震作用分項系數(shù)γEh及抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE均取1.0,豎向地震作用分項系數(shù)γEv取0.4。
3 第3性能水準的結構應進行彈塑性計算分析。在設防烈度地震或預估的罕遇地震作用下,關鍵構件及普通豎向構件的正截面承載力應符合式(D.0.5-2)的規(guī)定,水平長懸臂結構和大跨度結構中的關鍵構件正截面承載力尚應符合式(D.0.5-3)的規(guī)定,其受剪承載力宜符合式(D.0.5-1)的規(guī)定;部分耗能構件進入屈服階段,但其受剪承載力應符合式(D.0.5-2)的規(guī)定。在預估的罕遇地震作用下,結構薄弱部位的層間位移角應滿足JGJ 3-2010第3.7.5條的規(guī)定。

第3性能水準結構,允許部分框架梁、剪力墻連梁等耗能構件進入屈服階段,豎向構件及關鍵構件正截面承載力應滿足式(D.0.5-2)“屈服承載力設計”的要求;水平長懸臂結構和大跨度結構中的關鍵構件正截面“屈服承載力設計”需要同時滿足式(D.0.5-2)及式(D.0.5-3)的要求。式(D.0.5-3)表示豎向地震為主要可變作用的組合工況,式中重力荷載分項系數(shù)γG、豎向地震作用分項系數(shù)γEv及抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE均取1.0,水平地震作用分項系數(shù)γEh取0.4。這些構件的受剪承載力宜符合式(D.0.5-1)的要求。整體結構進入彈塑性狀態(tài),應進行彈塑性分析。為方便設計,允許采用等效彈性方法計算豎向構件及關鍵部位構件的組合內(nèi)力(SGE、S*Ehk、S*Evk),計算中可適當考慮結構阻尼比的增加(增加值一般不大于0.02)以及剪力墻連梁剛度的折減(剛度折減系數(shù)一般不小于0.3)。實際工程設計中,可以先對底部加強部位和薄弱部位的豎向構件承載力按上述方法計算,再通過彈塑性分析校核全部豎向構件均末屈服。
4 第4性能水準的結構應進行彈塑性計算分析。在設防烈度或預估的罕遇地震作用下,關鍵構件的抗震承載力應符合式(D.0.5-2)的規(guī)定,水平長懸臂結構和大跨度結構中的關鍵構件正截面承載力尚應符合式(D.0.5-3)的規(guī)定;部分豎向構件以及大部分耗能構件進入屈服階段,但鋼筋混凝土豎向構件的受剪截面應符合式(D.0.5-4)的規(guī)定,鋼-混凝土組合剪力墻的受剪截面應符合式(D.0.5-5)的規(guī)定。在預估的罕遇地震作用下,結構薄弱部位的層間位移角應符合JGJ 3-2010第3.7.5條的規(guī)定。

式中:VGE——重力荷載代表值作用下的構件剪力(N);
V*Ek——地震作用標準值的構件剪力(N),不需考慮與抗震等級有關的增大系數(shù);
fak——剪力墻端部暗柱中型鋼的強度標準值(N/mm2);
Aa——剪力墻端部暗柱中型鋼的截面面積(mm2);
fspk——剪力墻墻內(nèi)鋼板的強度標準值(N/mm2);
A*sp——剪力墻墻內(nèi)鋼板的橫截面面積(mm2)。
第4性能水準結構,關鍵構件抗震承載力應滿足式(D.0.5-2)“屈服承載力設計”的要求,水平長懸臂結構和大跨度結構中的關鍵構件抗震承載力需要同時滿足式(D.0.5-2)及式(D.0.5-3)的要求;允許部分豎向構件及大部分框架梁、剪力墻連梁等耗能構件進入屈服階段,但構件的受剪截面應滿足截面限制條件,這是防止構件不發(fā)生脆性受剪破壞的最低要求。式(D.0.5-4)和(D.0.5-5)中,VGE、V*Ek可按彈塑性計算結果取值。也可按等效彈性方法計算結果取值(一般情況下是偏于安全的)。結構的抗震性能必須通過彈塑性計算加以深入分析,例如:彈塑性層間位移角、構件屈服的次序及塑性鉸分布、結構的薄弱部位、整體結構的承載力不發(fā)生下降等。整體結構的承載力可通過靜力彈塑性方法進行估計。
5 第5性能水準的結構應進行彈塑性計算分析。在預估的罕遇地震作用下,關鍵構件的抗震承載力宜符合式(D.0.5-2)的規(guī)定;較多的豎向構件進入屈服階段,但同一樓層的豎向構件不宜全部屈服;豎向構件的受剪截面應符合式(D.0.5-4)或(D.0.5-5)的規(guī)定;允許部分耗能構件發(fā)生比較嚴重的破壞;結構薄弱部位的層間位移角應符合JGJ 3-2010第3.7.5條的規(guī)定。
第5性能水準結構與第4性能水準結構的差別在于關鍵構件承載力宜滿足“屈服承載力設計”的要求,即大震不屈服的要求,允許比較多的豎向構件進入屈服階段,并允許部分“梁”等耗能構件發(fā)生比較嚴重的破壞。結構的抗震性能必須通過彈塑性計算加以深入分析,尤其應注意同一樓層的豎向構件不宜全部進入屈服并宜控制整體結構承載力下降的幅度不超過10%。
D.0.6 當需要按地震殘余變形確定使用性能時,結構構件除滿足提高抗震安全性的性能要求外,不同性能要求的層間位移參考指標,可按表D.0.6的示例選用:
表D.0.6 結構構件實現(xiàn)抗震性能要求的層間位移參考指標示例

注:設防烈度和罕遇地震下的變形計算,應考慮重力二階效應,可扣除整體彎曲變形。
計算時需要注意地震作用計算時阻尼比的影響,對于設防地震或罕遇地震,由于結構可能發(fā)生一定的損傷,結構的整體阻尼比會有所增大,采用彈性振型分解反應譜法計算地震作用時,除考慮場地卓越周期的變化外,可以適當考慮阻尼比增加后的情況。
D.0.7 結構的豎向構件在不同破壞狀態(tài)下層間位移角的參考控制目標,若依據(jù)實驗結果并扣除整體轉動影響,墻體的控制值要遠小于框架柱。從工程應用的角度,參照常規(guī)設計時各樓層最大層間位移角的限值,若干結構類型變形最大的樓層中豎向構件最大位移角限值如表D.0.7所示:
表D.0.7 結構豎向構件對應于不同破壞形態(tài)的最大層間位移角參考控制目標

上述表中,對完好狀態(tài)下的最大層間位移角限值與現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》5.5.1條的要求保持一致。由于正常設計的絕大多數(shù)結構,其在設計水平地震作用下的層間位移多小于最大層間位移角限值,考慮到荷載與作用效應分項系數(shù)與鋼筋與混凝土材料強度分項調(diào)整系數(shù),結構構件的實際承載力是其設計承載力的1.5~2.5倍?;诓牧侠硐霃椝苄约俣?,即當外荷載或作用增加50%~150%時,結構理論上仍然處于彈性,位移對應增加50%~150%,平均約增加100%,即其最大層間位移角為完好狀態(tài)彈性最大層間位移角的兩倍,定義此狀態(tài)為輕微損壞狀態(tài)。
中等破壞對應的變形限值定義為輕微損壞狀態(tài)下最大層間位移角限值的兩倍,主要估計對應設計中震水平的地震作用約為設計多遇地震水平地震作用的三倍左右,荷載或作用增加1倍左右后為輕微損壞狀態(tài),再增加100%時,結構剛度有所降低,但整體結構的剛度降低有限,對應位移約增加100%左右。
對不嚴重破壞要求結構的最大層間位移角限值,比現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》5.5.5中的結構薄弱層(部位)在設計罕遇地震作用下的最大彈塑性層間位移角限值略小,保證前期工作的輕微損壞狀態(tài)。
D.0.8 結構構件細部構造對應于不同性能要求的抗震等級,可按表D.0.8的示例選用;結構中同一部位的不同構件,可區(qū)分豎向構件和水平構件,按各自最低的性能要求所對應的抗震構造等級選用:
表D.0.8 結構構件對應于不同性能要求的構造抗震等級示例

D.0.9 結構彈塑性計算分析除應符合JGJ 3-2010第5.5.1條的規(guī)定外,尚應符合下列規(guī)定:
1 高度不超過150m的高層建筑可采用靜力彈塑性分析方法;高度超過200m時,應采用彈塑性時程分析法;高度在150m~200m之間,可視結構不規(guī)則程度選擇靜力彈塑性方法或彈塑性時程分析方法。高度超過300m的結構,應有兩個獨立的計算,進行校核。
2 復雜結構應進行施工模擬分析,應以施工全過程完成后的內(nèi)力為初始狀態(tài)。
3 彈塑性時程分析宜采用雙向或三向地震輸入。
D.0.10 不同彈塑性分析計算方法的選擇
由于在不同設計地震作用下,結構中個別構件或部分構件可能進入彈塑性工作階段,所以,分析過程中必須考慮材料與結構構件進入彈塑性工作狀態(tài)這一基本特征。能正確再現(xiàn)結構構件進入彈塑性狀態(tài)后結構的性能,結構彈塑性分析計算是實現(xiàn)結構抗震性能設計的非常重要的手段之一。
目前,結構的彈塑性分析包括靜力彈塑性分析方法和彈塑性時程分析法兩種。靜力彈塑性分析方法又叫PUSHOVER方法,其基本思路是首先計算結構在豎向荷載作用下的內(nèi)力,高度較大或體型復雜的結構需要考慮實際建設施工順序的影響,將實際豎向荷載分階段施加在計算模型上,考慮施工順序的影響。然后,在計算結構上施加沿高度按某種模式分布的模擬水平地震作用,保持水平地震作用沿高度的分布模型不變,逐漸增加總水平作用的大小,計算結構的內(nèi)力與變形,得到結構從彈性階段到進入屈服后彈塑性階段的變化過程,當計算結構的頂點水平位移或總基底剪力達到預設的位移目標或剪力目標或結構形成機構等條件時計算結束。整個模擬過程類似于給計算結構施加水平推力,將計算結構“推倒”,從而獲得結構基本能力曲線以及塑性發(fā)生位置以及塑性發(fā)展順序,結構的破壞模式等。
水平地震作用沿結構高度的分布模式目前沒有統(tǒng)一規(guī)定,一般有倒三角分布模式、均勻分布模式、基于振型分解反應譜法組合結果的分布模式、基于結構振動模態(tài)的分布模式(MPA),最近有國內(nèi)外學者研究基于結構實際抗側剛度的振型分解反應譜法組合結果的分布模式等。大部分PUSHOVER計算采用倒三角分布模式或基于振型分解反應譜法組合結果的分布模式,并在計算過程中保持不變。
在獲得結構整體的基底剪力——頂點位移關系曲線后,一般采用能力譜法(Capacity Spectrum Method)、直接基于位移的方法(Top Displacement Method)或保證延性的方法等不同的方法來評估不同設計地震作用下結構的位移響應與塑性發(fā)展狀態(tài),其中能力譜法是目前比較成熟、被普遍采用的評估方法。能力譜方法評估結構的抗震性能的基本過程包括如下幾個步驟:
首先按照承載力設計方法完成結構的抗震設計,然后進行靜力彈塑性分析(推覆分析),獲得結構的基底剪力——頂點位移關系等能力曲線,然后將能力曲線轉換為能力譜曲線,對于比較規(guī)則、第一振型為主的結構,按照第一振型的關系將基底剪力——頂點位移關系曲線轉換為譜加速度——譜位移關系曲線。這也是這種方法適用范圍的決定性因素,JGJ 3-2010規(guī)程中,建議對高度不超過150m或200m但非特別不規(guī)則的結構的高層建筑可采用靜力彈塑性分析方法。
彈塑性時程分析法則直接計算結構在指定地震激勵下的彈塑性動力響應,與靜力彈塑性方法相比,動力方法直接計算結構在模擬地震動力作用下的彈塑性動力響應,直接模擬結構的剛度、質(zhì)量、阻尼等參數(shù)的變化以及結構構件發(fā)生屈服后動力響應的變化,不受靜力彈塑性分析計算中對結構規(guī)則性的要求,所以,其計算結構的高度范圍與規(guī)則性沒有規(guī)定,理論上彈塑性時程分析法適用于任意高度的建筑抗震設計。但是,由于彈塑性時程分析法要求設計人員對彈塑性性能與動力計算、結果判定等方面有一定的基礎知識,而且其計算周期較長,目前對超過150m特別超過200m的房屋要求采用彈塑性時程分析法計算。對高度超過300m的結構,為使彈塑性時程分析計算結果有較大的把握,要求采用兩個獨立的、不同力學模型的程序分別計算,對計算結果進行比對校核。
影響彈塑性時程分析結果的因素較多,一個是輸入地震記錄的數(shù)量與選取問題。我國目前沒有統(tǒng)一地制定地震記錄供設計人員采用,設計人員可以采用不同的天然地震加速度記錄,也可采用人工合成的地震記錄,一般需要計算一組三條地震記錄作用下動力響應或7條地震計錄的動力響應。建議對不足7條時動力計算結果取動力響應的包絡值,超過7條地震記錄時選取動力響應結果的平均值。二時選取地震加速度記錄時要考慮設計地震分組以及地基場地特征,要求選取的地震加速度記錄的反應譜曲線統(tǒng)計特征與設計場地的加速度反應譜曲線基本吻合,加速度最大峰值調(diào)整到設計加速度峰值水平。而且輸入加速度記錄的持時不能太短,有專家建議持時不少于5倍結構的第一周期,保證結構能夠完成基本周期下完整的動力響應,防止持時太短導致結構的動力響應尚未完成就停止計算而導致的誤判情況。
結構采用一維還是雙向或三維輸入規(guī)程沒有明確規(guī)定。從對規(guī)則結構模型單維、雙維與三維振動臺模型動力響應量測結果看,規(guī)則結構多維激勵下的動力響應可以近似按照雙維或三維分別激勵下的結果合成,但是,考慮到結構的附加偏心,結構屈服發(fā)生的不對稱性能因素,建議彈塑性時程分析宜采用雙向地震輸入;對豎向地震作用比較敏感的結構,如連體結構、大跨度轉換結構、長懸臂結構、高度超過300m的結構等,宜采用三向地震直接輸入。雙維或三維輸入時,可以選用同一條地震記錄按照要求在兩個方向分別調(diào)整加速度峰值后同時輸入,也可利用雙維或三維實際記錄,按照要求按比例調(diào)整各向的峰值加速度記錄或只讓主方向峰值加速度峰值滿足規(guī)范的要求,另外的方向按照系統(tǒng)比例調(diào)整其加速度峰值,不必完全滿足1:0.85:0.65的要求。
從以往的大量計算經(jīng)驗看,由于不同地震記錄反應的能量分布不同,雖然最大峰值加速度相同,但是,結構的動力響應,包括基底剪力、頂點位移或層間位移可能相差幾倍甚至幾十倍,同一個結構在不同模擬地震加速度激勵下動力響應的相差顯著是困擾這種方法應用的一個主要因素,如何合理選波是彈塑性時程分析方法應用中的最大難點之一。另外,如何評價動力計算結果,也是彈塑性時程分析方法應用中的另一個問題。大量輸出數(shù)據(jù)中如何判定結構可能的動力響應大小,如何確定其合理的取值,從而為工程抗震設計提供改進意見與建議,準確找到結構中可能的薄弱環(huán)節(jié),從而改進結構的抗震設計也是目前的一個難點之一。相比,靜力彈塑性方法計算軟件設計人員比較容易掌握,對計算結果的工程判斷也容易一些,所以,規(guī)程適當放寬了靜力彈塑性方法的適用高度。


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