性能化设计标准:基本规定
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2024年04月15日 14:34:38
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来源:建筑结构杂谈

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作者:温盯

汪钰元 性能化设计标准指《建筑结构抗震性能化设计标准》T/CECA 20024—2022。   3.1、一般规定   3.1.1、 (抗震性能化设计) 在满足国家相关规范、标准基本要求的基础上,工程师可 根据业主对不同水准地震作用下结构和构件性能的要求,结合结构重要性和复杂性,进行结构抗震性能化设计,通过细化和定量设计,预测结构和构件在不同地震作用水准下的屈服模式、损伤及变形程度。


汪钰元

性能化设计标准指《建筑结构抗震性能化设计标准》T/CECA 20024—2022。  

3.1、一般规定  

3.1.1、 (抗震性能化设计) 在满足国家相关规范、标准基本要求的基础上,工程师可 根据业主对不同水准地震作用下结构和构件性能的要求,结合结构重要性和复杂性,进行结构抗震性能化设计,通过细化和定量设计,预测结构和构件在不同地震作用水准下的屈服模式、损伤及变形程度。  

3.1.2、   (可采用宜采用性能设计的建筑1) 常规建筑结构工程可采用抗震性能化设计。符合下列情况之一的建筑结构宜采用抗震性能化设计:
1、甲类建筑、超过规范适用范围或控制性参数的建筑以及特别不规则的建筑。

2、为实现特殊造型或满足震后特殊功能要求的建筑,其整体结构、关键部位、薄弱部位的结构抗震设计。

3.1.3、 (性能化设计内容及性能目标) 建筑结构抗震性能化设计,应包括 结构体系、关键部位、薄弱部位、耗能部位、关键构件和节点等 性能化设计内容,并根据设防标准和建设需求,制定明确的抗震性能目标。

3.1.4、 (屈服机制和耗能能力要求) 经抗震性能化设计的建筑结构,宜具有合理的屈服机制和良好的耗能能力,弹塑性耗能应发生在预设的区域、构件或节点上,确保结构在罕遇地震作用下具有合适的承载能力和变形能力。

3.1.5、 (性能水准要求) 构件的性能水准宜根据结构的整体性能目标和构件在体系中发挥作用的重要程度综合考虑确定, 关键构件的性能水准应不低于普通构件,竖向构件的性能水准应不低于非转换的水平构件,斜撑、环带桁架与伸臂桁架的性能水准可略低于竖向构件,但兼作转换构件的水平构件其性能水准不宜降低;构件抗剪的性能水准不宜低于抗弯性能水准。  

3.1.6、   (宜采用性能设计的建筑2) 当结构的承载力和延性变形能力满足国家规范要求,以下控制性参数不满足要求时,宜采用性能化设计方法验证结构的抗震安全性。
1、层间位移角。
2、周期比。
3、扭转位移比。
4、楼层刚度比。
5、楼层承载力比。
6、刚重比。

7、框架剪力分担比。

3.1.7、 (工程师的知识和经验要求) 从事抗震性能化设计的结构工程师应有地震记录适用性、动力弹塑性分析、结构材料和构件变形性能、结构合理布置和抗震构造设计等相关的知识和经验。

3.1.8、 (超限建筑专项研究) 对超出国家现行标准所规定的适用高度和适用结构类型的建筑结构、建筑形体及其结构布置特别不规则的结构,以及有关法律、法规中规定应当进行抗震专项审查的结构,应进行专项研究。

3.1.9、 (施工和运维要求) 采用抗震性能化设计的建筑结构,应按照相关现行规范和设计文件所规定的质量要求进行施工,竣工后应进行定期的运维管理,以保证结构满足预期的设计性能目标。

3.2、抗震概念设计  

3.2.1、 (结构体系) 建筑结构抗震设计应注重概念设计,重视结构体系的选型和平、立面布置的规则性,并加强构造措施。宜优先选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。

3.2.2、   (地基和基础设计要求) 地基和基础设计应符合下列规定:
1、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基土上。
2、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基;当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时,应采取必要的应对措施。

3、地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,应根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响,采取加强基础与上部结构的整体性等相应措施。

3.2.3、 (结构体系和布置) 结构体系及布置应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、抗震性能目标、平面形状和立面形体、建筑高度、场地条件、结构材料和施工技术等因素,同时考虑竖向荷载和风荷载,经技术、经济和使用条件综合比较后确定。

3.2.4、   (平立面布置规定) 建筑的平面、立面布置宜符合下列规定:
1、建筑的平面布置宜规则、对称;平面内质量分布和刚度变化宜均匀;减小刚度中心与质量中心间的偏心距,避免产生过大的扭转。

2、相邻层的楼层侧向刚度和质量不宜突变;相邻层的抗剪承载力不宜突变,平面内抗侧力构件的刚度和承载力宜均匀。

3.2.5、   (抗震结构体系要求)   抗震结构体系应符合下列要求:  
1、具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径,相关的构件和节点不应发生脆性破坏。
2、具有足够的承载力和稳定性、合适的刚度、必要的变形和耗能能力、合理的屈服机制。
3、结构宜具有适当的冗余度,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构体系丧失承载能力。

4、对可能出现的薄弱层或软弱层,应采取有效措施予以加强。

3.2.6、   (结构构件规定)   结构构件应符合下列规定:  
1、混凝土结构构件应控制截面尺寸、受力钢筋和箍筋的配置,防止剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋屈服。
2、钢结构体系应保证不发生整体失稳,局部构件的失稳不应导致整体失稳破坏。
3、高层混凝土建筑的楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土结构。当采用装配整体式混凝土楼、屋盖时,应从楼盖体系和构造上采取措施确保各预制构件之间连接的整体性。

4、抗震等级为一级的预应力混凝土框架结构应采用有粘结预应力钢筋,并配置足够的非预应力钢筋。

3.2.7、 (楼屋盖要求) 结构楼、屋盖系统应能保证地震作用传递的可靠性和结构稳定性。

3.2.8、   (连接规定)   抗震结构的连接应符合下列规定:  
1、节点的破坏不应先于与其连接的构件。
2、连接节点应有足够的承载力、刚度和变形能力。
3、预埋件的锚固破坏不应先于与其连接的构件。
4、装配式结构的连接,应能保证结构的整体性。

5、预应力混凝土的预应力筋宜在节点核心区外锚固。

3.2.9、 (材料要求) 结构宜采用高性能材料和高性能构件,填充墙体宜采用轻质材料,在满足使用要求的前提下降低建筑自重。

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