基于框架结构的中美抗震设计规范对比的研究.pdf.pdf

中文摘要摘要各种规范的抗震设计条文都遵循共同的方法进行设计以达到预期的抗震性能水平,目标就在于保证基于规范条文设计的建筑能够小震不坏,中震可修,大震不倒。为达到这个目标,在过去的几十年里,建筑规范的抗震设计条文改进迅速。近来的建筑规范把注意力集中在结构设计必需的最小侧向荷载上。然而,设计中考虑结构的需求和响应特性也是很有必要的。大量关于抗震性能的个案研究表明,目前缺乏对基于不同抗震规范设计的建筑结构的抗震性能的对比分析。根据单一抗震规范设计的建筑,不能实现更加全面的对比分析。本文的目的就是对中国抗震规范GB50011-2001和美国统一建筑规范UBCl997 的规定做出对比分析,主要考虑与设计要求、分析方法和抗震基底剪力相关的异同点。二者不同之处主要存在于抗震设计水平、地震作用、结构控制和振型阻尼系数等多个方面,相似之处则包括地震重现期、场地分类、概念设计、反应谱、抗震分析及设计方法、能量耗散和结构隔震、变形极限、结构及非结构需求等等。理论对比分析之后,本文给出了根据中国抗震规范GB50011-2001设计的一个位于中国重庆的10层3跨的结构算例,和一个根据统一建筑规范UBCl997设计的特定抗弯框架(s枷RF),并使它们有相似的地理区划(地震区)和材料特性。同时给出了详细的根据uBcl997的设计步骤。注意到一些重要参数,本文比较了模型建筑的分析结果。本文的基本目的之一是研究两种框架模型(UBc 1997,GB5001 1)的非线性性能。为此,对两种结构都采用FhSIMQKE GIt程序得到的3种人造地震波进行非弹性动力分析,并用各种不变的侧向加载模式_进行非线性静力(Pushover)分析以及模态 Pushover/:子析。动力分析和非线性静力pushover分析一般用于计算结构的破坏状况。结构的抗震性能是基于它在地震作用下的破坏状况确定的。本文还给出了建筑抗震性能计算的简化方法。算例还探讨了由两种规范得到的结果的不同,特别是基底剪力和强度增大系数。分析表明,由非线性静力分析得到的建筑响应一般不受pushover分析的侧向加载模式影响;而Pushover结果的准确性很大程度上取决于荷载路径、结构性质和地震动特性;。ⅥI 关键词:统一建筑规范,中国建筑抗震设计规范,非弹性动力分析,非线性静力分析,抗震设计,抗震性能评估,模态pushover分析,抗震行为 VⅢ ABSTRACT ABSTRACT Theseismicdesign provisions invariousjurisdictions follow acommon approach in designing buildings toachieve adesired level .The objective underlying theconcept is toaJflsilrethatthebuildings designed based oncodeprovisions should beable toresistminor earthquakes withoutdamage,resist moderate earthquakes with some non-structural damage,and resistmajor earthquakes withoutcollapse,but、:l,itll some structural aswell硒non-structural design provisions inthe building cd)deshaveevolvedrapidly over thepast decades toachieve building codes focus on theminirnunl lateral loadforwhich astl"tlctllremust bedesigned. However,it isalsonecessary to include thedemand and response characteristics of a stl'uctare,in thedesign. Numerous investigations ofindividual cases,to meetseismicperformance objectives, show thatthere is alackofinformation regarding parative seismicperformance of buildings designed according todifferent