【干货】性能抗震设计总结

性能抗震设计总结

一． 基本框架

1． 选择性能目标；

2． 确定结构可能的破坏状态；

3． 完成结构的常规抗震设计，确定相应的抗震等级、构件承载力

和构造；

4． 进行结构在不同大震强度下的弹性和弹塑性分析；

5． 判断是否达到预期目标。

二． 基本步骤

1. “性能目标”的确定

性能1～性能4；《抗规》附录M ，表M.1.1－1。

2. 具体的基于性能抗震设计方法

2.1 结构的震后性能状况，完好，基本完好，轻微损坏，中等破坏，接近严重破坏；有以下设计控制方法：

● 完好，即所有构件保持弹性状态：

1） 承载力按计入抗震等级调整地震效应的设计值复核，设计值

满足抗震承载力要求，RE R S γ/≤；

2） 层间位移满足多遇地震下的位移角限值（以弯曲变形为主的

结构宜扣除整体弯曲变形），][e u u ∆≤∆；

● 基本完好，即构件基本保持弹性状态：

1） 承载力按不计抗震等级调整地震效应的设计值复核，基本满

足抗震承载力要求，RE R S γ/≤'，S '不含抗震等级的调整系数；

2） 层间位移可略微超过多遇地震下的位移角限值，][e u u ∆≈∆； ● 轻微损坏，即构件可能出现轻微的塑性变形，但不达到屈服状

态：

1） 承载力按标准值复核，即按材料强度标准值计算的承载力大

于地震作用标准组合效应，k R S ≤，S 不含抗震等级的调整系

数；

2） 层间位移值：][2e u u ∆≤∆；

● 中等破坏，部分（30%以下）结构构件出现明显的塑性变形，

但总体上控制在一般加固即可恢复使用的范围；

1） 承载力按极限值复核，即按材料强度最小极限值计算的承载

力大于地震作用标准组合效应，k R S ≤，S 不含抗震等级的调

整系数；

2） 层间位移值：][3e u u ∆≤∆；

● 接近严重破坏，结构多数（50%以上）关键的竖向构件出现明

显的残余变形，部分水平构件可能失效需要更换，经过大修加固后可恢复使用；

1） 承载力按极限值复核，即按材料强度最小极限值计算的承载

力大于地震作用标准组合效应，k R S ≤，S 不含抗震等级的调

整系数；

2） 层间位移值：][9.0p u u ∆≤∆；

2.1.1 不同性能要求的构件承载力验算，分为设计值、标准值和极限

值；中震和大震均不考虑风荷载效应组合。

1） 设计值复核A ，

()RE EK E GE G R I S S γζλγγ/,,≤+

计入作用分项系数、抗力的材料分项系数、承载力抗震调整系数和不同抗震等级的内力调整系数；

2） 设计值复核B ，

()RE EK E GE G R I S S γζγγ/,≤+

计入作用分项系数、抗力的材料分项系数、承载力抗震调整系数；不计入不同抗震等级的内力调整系数；

3） 标准值复核，

()k EK GE R I S S ≤+ζ,

不计入作用分项系数、承载力抗震调整系数和内力调整系数，材料强度取标准值，对于地震作用标准值，当考虑双向水平地震和竖向地震的组合时，双向水平地震作用效应按1：0.85的平方和方根组合（)85.0(,)85.0(2222x y EK y x EK S S S S S S +=+= 较大者），水平与竖向的地震作用效应按1：0.4组合，大跨度空间的屋盖按0.4：1组合；

4） 极限值复核，

()u EK GE R I S S ≤+ζ,

不计入作用分项系数、承载力抗震调整系数和内力调整系数，材料强度取最小极限值；混凝土强度最小极限值取立方体强度的0.88倍（例：C30的MPa f cu 4.263088.0=⨯=），钢筋强度最小极限值取屈服强度标准值的1.3倍（例：HRB400的MPa f f yk yu 5204003.13.1=⨯=⨯=），钢材强

度最小极限值取屈服强度标准值的1.35～1.5倍（ak u f f 5.1~35.1=），不同的钢材有所差异；

对于地震作用标准值，当考虑双向水平地震和竖向地震的组合时，双向水平地震作用效应按1：0.85的平方和方根组合（)85.0(,)85.0(2222x y EK y x EK S S S S S S +=+= 较大者），水平与竖向的地震作用效应按1：0.4组合，大跨度空间的屋盖按0.4：1组合；

2.2 对应不同性能要求的结构构件细部构造的抗震等级：

● 性能1：构造抗震等级，基本抗震构造，按常规设计的有关规

定降低二度采用，但不得低于6度，且不发生脆性破坏（《抗规》3.5.4－2）。

● 性能2：构造抗震等级，低延性构造，按常规设计的有关规定

降低一度采用，当构件的承载力高于多遇地震提高二度时，可按降低二度采用，均不得低于6度，且不发生脆性破坏（《抗规》3.5.4－2）。

● 性能3：构造抗震等级，中等延性构造，当构件的承载力高于

多遇地震提高一度时，可按常规设计的有关规定降低一度采用且不得低于6度，否则按常规设计的规定采用。

● 性能4：构造抗震等级，高延性构造，仍按常规设计的规定采

用。

● 解释：根据抗震能力的等能量原理，当承载力提高一倍时，延

性要求减少一半，故构造措施所对应的抗震等级大致可降低一

度采用。延性的细部构造，对混凝土构件主要指箍筋、边缘构

件和轴压比等构造，不包括影响正截面承载力的纵向受力钢筋

的构造要求；对钢结构构件主要指长细比、板件宽厚比、加劲

肋等构造。

3.抗震性能化设计的合理性判断

借助于理想弹性假定的计算结果，从以下5个内容进行综合判断分析：

1.结构弹塑性模型在弹性阶段的主要计算结果应与多遇

地震分析模型的计算结果基本相同，两种模型的嵌固

端、主要振动周期、振型和总地震作用应一致；

2.弹塑性阶段，结构构件和整个结构实际具有的抵抗地震

作用的承载力是客观存在的，在计算模型合理时，不因

计算方法、输入地震波形的不同而改变；整个结构客观

存在的，实际具有的最大受剪承载力（底部总剪力）应

控制在合理的、经济上可接受的范围，不需要接近更不

可能超过按同样阻尼比的理想弹性假定计算的大震剪

力；

3.进入弹塑性变形阶段的薄弱部位会出现一定程度的塑

性变形集中，该楼层的层间位移（以弯曲变形为主的结

构宜扣除整体弯曲变形）应大于按同样阻尼比的理想弹

性假定计算的该部位大震的层间位移；

4.对薄弱部位的判别一般应相同，可借助于上下相邻楼层