【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
或主要竖向构件的屈服系数（《抗规》5.5.2条说明）进行比较复核；
5.大震弹塑性时程分析时，不宜直接把计算的弹塑性位移
值作为结构实际弹塑性位移，建议：用同一软件、同一波形进行弹性和弹塑性计算，得到同一波形、同一部位弹塑性位移（层间位移）与小震弹性位移（层间位移）的比值，然后将比值取平均或包络，再乘以反应谱计算的该部位小震位移（层间位移），从而得到大震下该部位的弹塑性位移（层间位移）的参考值。

中震、大震计算参数选取，不考虑风荷载效应。

1. 中震不屈服：
（1）地震影响系数
α，按设防烈度取值，《安评》、规范都有，规
m ax
范值0.23。

建议取大者。

（2）特征周期
T，《安评》、规范都有，规范值0.35。

建议取大者。

g
（3）不考虑组合内力调整（取消强柱弱梁、强剪弱弯等）。

（4）材料强度取标准值；
（5）抗震承载力调整系数
γ取1.0；
re
2. 中震弹性：
（1）地震影响系数
α，按设防烈度取值，《安评》、规范都有，规
m ax
范值0.23。

建议取大者。

（2）特征周期
T，《安评》、规范都有，规范值0.35。

建议取大者。

g
（3）不考虑组合内力调整（取消强柱弱梁、强剪弱弯等）。

（4）作用分项系数、材料分项系数、材料强度取值与小震弹性一样。

3. 大震不屈服：（按照规范参数，不按《安评》）
（1）地震影响系数
α，取规范值0.50。

m ax
（2）特征周期
T，规范值0.40。

g
（3）不考虑组合内力调整（取消强柱弱梁、强剪弱弯等的调整系数）。

（4）材料强度取标准值；
（5）抗震承载力调整系数
γ取1.0；
re。