本帖最后由 huangzheng1992 于 2015-8-20 14:53 编辑 基于性能的抗震设计理论(Performance-based Seismic Design, PBSD) 是九十年代初期由美国科学家和工程师提出的,它是指对结构进行抗震计算分析和采取构造措施,使结构在未来不同的抗震设防等级地震作用下达到预期的抗震性能目标。基于性能抗震设计的目的是在建筑物的整个寿命期内,在“一定的条件”下,花在抗震上的费用最少,即追求建筑物在服役期内的“最佳经济效益”。这里的“费用”是指增加抗震能力的投资和因地震破坏造成的损失,包括人员伤亡、经营中断、重复修建等
基于性能的抗震设计理论(Performance-based Seismic Design, PBSD)
是九十年代初期由美国科学家和工程师提出的,它是指对结构进行抗震计算分析和采取构造措施,使结构在未来不同的抗震设防等级地震作用下达到预期的抗震性能目标。基于性能抗震设计的目的是在建筑物的整个寿命期内,在“一定的条件”下,花在抗震上的费用最少,即追求建筑物在服役期内的“最佳经济效益”。这里的“费用”是指增加抗震能力的投资和因地震破坏造成的损失,包括人员伤亡、经营中断、重复修建等
;
“一定的条件”是指所谓的性能目标
(Performance objectives)
。在
PBSD(ACT40,FEMA273)
中,提出了四种结构性能水准和地震设防水准以及三种性能目标。结构性能水准
((Performance levels)
是指对所设计的建筑物,在可能会遇到的特定设计地震作用下所规定的最大容许破坏,或容许的极限破坏。这里的建筑物包括整体结构、结构构件、非结构构件、室内物件和设施以及对建筑物功能有影响的场地设施等。性能目标是对所设计的建筑物在每一个设计地震水平下所要求达到的性能水平。性能目标应根据建筑物的使用要求、性能要求的重要性、经济考虑
(
伤亡、财产损失、业务中断、震后修复
)
和其他因数
(
如文化历史遗迹
)
等综合因数来确定的。
建筑的抗震性能设计,立足于承载力和变形能力的综合考虑,具有很强的针对性和灵活性。针对工程的需要和可能,可以对整个结构,也可以对某些部位或关键构件,灵活运用各种措施达到预期的抗震性能目标,以提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。抗震性能目标依据地震时建筑允许破坏的程度
(
即地震破坏的等级
)
确定。
实现上述性能目标,需要落实各个地震水准下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。仅提高承载力时,安全性有相应的提高,但使用上变形要求不一定能满足
;
仅提高变形能力,则结构在小震、中震下的损坏情况大致没有改变,但抵御大震倒塌的能力提高。因此,性能设计往往侧重于通过提高承载力,推迟结构进人塑性工作阶段并减少塑性变形,必要时还需同时提高刚度以满足使用功能的变形要求,而变形能力的要求可根据结构及其构件在中震、大震下进人弹塑性的程度加以调整。
性能设计寻求的是结构或构件在承载力及变形能力的合理平衡点,当承载能力提高幅度较大时,可适当降低延性要求
;
而当承载力水平提高幅度较小时,可相应提高结构或构件的延性
(
也即当延性指标的实现有困难时,可通过提高结构或构件的承载力加以弥补
;
而当提高结构或构件的承载力有困难时,可通过提高结构或构件的延性加以弥补
)
。
对起疏散作用的楼梯,提出采取加强措施,使之成为“抗震安全岛”的要求。确保大震下能具有安全避难和逃生通道的具体目标和性能要求。
楼梯作为重要的疏散工具,在抗震防灾中起着重要的作用。对抗震建筑中的楼梯设计应把握以下两点
:
一方面,楼梯结构对主体结构的抗震能力影响很大,楼梯的梯跑作为传递水平地震作用的重要构件,往往对主体结构的墙和柱产生重大的影响,使结构柱变成短柱或错层柱,因此在结构分析时应予以充分的重视
;
另一方面,楼梯的梯跑与普通楼板一样传递水平地震作用,因此,需对梯板予以适当的加强,一般情况下,应在梯跑顶面加配跨中通长钢筋并与两端负筋满足受力搭接要求,其配筋率不宜小于
0. 1%
。
理论研究及震害调查表明,楼梯对主体结构的影响,取决于楼梯与主体结构的相对刚度之比。楼梯对主体结构影响的程度取决于主体结构的结构体系,主体结构的刚度越大、整体性越好
(
如采用剪力墙、框架一剪力墙结构等
)
,楼梯对主体结构的影响越小
;
而主体结构的刚度越小、整体性越差
(
如框架结构、装配式楼盖结构、砌体结构等
)
,楼梯对主体结构的影响就越大。
在剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒体结构中,由于结构刚度大,整体性好,楼梯自身刚度在主体结构中的刚度比值不大,楼梯受主体结构的“呵护”而很少破坏。
楼梯对主体结构的影响及主体结构对楼梯的反作用主要集中在结构的底部,因此应加强楼梯底部的抗震措施,如
:
明确楼梯梯板的传力途径,加强梯板的配筋,同时应加强与梯板相连之框架柱的受剪承载力。