基于性能的钢结构抗震设计理论与方法

基于性能的结构抗震设计研究摘要：在地震灾害中造成人员伤亡和财产损失的直接主要原因是建筑物的破坏和倒塌。

因此，工程结构的抗震问题在国民经济的建设中显得极为重要。

本文结合工作实践，分析了承载力设计方法、位移设计方法和能量设计方法3种基于性能的抗震设计方法。

关键词：性能，抗震，设计，方法Abstract: in the earthquake disaster cause casualties and property losses directly the main reason is the destruction of buildings and collapsed. Therefore, engineering structure seismic problems in the construction of the national economy is very important. Based on practice, this paper analyzes the design method, the displacement of bearing capacity of the design method and design method based on 3 energy performance of the seismic design method.Keywords: performance, earthquake, the design, the method随着现代社会经济的高速发展, 城市数量规模不断扩大, 现代化程度不断提高, 由地震引起的生命、财产损失越来越严重。

如1993 年印度得干高原凯拉里镇发生M6. 4 级地震, 使地震区内10 个乡村变为废墟, 死亡和失踪者近3 万人; 1994 年美国加州北岭发生M6. 7 级地震, 此次地震虽只造成57 人的伤亡, 但所造成的损失达170 亿美元; 1995 年日本兵库县南部M7. 2 级地震造成直接和间接人员死亡5438 人, 受伤4 万人以上, 直接经济损失达1000亿美元, 是关东大地震后日本损失最为严重的地震灾害; 1999 年土耳其发生M7. 4 级地震, 直接死亡人数达1. 5 万余人、2 万余人受伤, 房屋倒塌10 万余间; 1999 年我国台湾发生M7. 6 级地震, 死亡人数2405 人, 受伤人数11306 人, 经济损失近100 亿美元, 而且还因地震造成供电系统受损, 使新竹高科技园区芯片生产停顿, 引起了世界范围内计算机市场价格波动。

基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究1随着现代城市化和人民生活水平提高，高层建筑的数量和高度有了显著的增长，其中不乏重要的政府和商业办公楼、酒店、购物中心甚至是住宅。

在高层建筑的设计中，抗震是一个至关重要的方面。

由于地震是一种毁灭性的自然灾害，会对建筑物造成巨大的破坏和人员伤亡。

然而，高层建筑地震设计是一项复杂而困难的工作，需要充分考虑建筑物的大小和复杂性、结构材料的种类和性质等不同因素。

近年来，随着钢结构的发展和应用，高层建筑的设计中也愈发注重钢结构抗震设计。

相对于混凝土和砖类建筑，钢结构建筑的抗震性能更加优越。

钢材具有高强度、高韧性、抗冲击力以及较好的可塑形性等特点，可以有效地抵御地震对建筑物的破坏。

因此，近年来，许多企业和工程师都将钢结构作为抗震性能优异的解决方案，用于设计和建造高层建筑。

然而，在钢结构设计方面，仍面临着一些挑战。

一方面，由于每座高层建筑的结构特点和地理情况都不同，设计人员必须充分了解这些差异以及地震带来的力量，针对每个具体的项目进行量身定制的设计。

另一方面，钢结构建筑的设计需要充分考虑材料的性能，和各种要素之间的平衡，以确保建筑的结构强度和稳定性，并且在抵御地震力量的同时，能够承受各种集中荷载、雪荷载等准静态荷载。

为了探讨高层建筑钢结构抗震设计，进行了一项基于性能的研究。

首先，需要对建筑的节点进行评估和分析，以确保在强地震条件下，节点能够充分发挥其带有冲击吸收作用的特点。

其次，需要考虑整个结构在地震中的变形能力，这一点对于钢结构设计来说尤为重要。

因为钢结构具有出色的韧性和可塑性，可以通过吸收和分散地震能量来避免建筑物的崩塌和全面破坏。

此外，还需要确保钢结构连接件的可靠性和结构的整体刚度。

总之，基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究具有广泛的理论和实践价值，它可以确保建筑物的安全性，保障人民生命财产安全，同时也对钢结构建筑的应用和进一步发展起到了积极的推动作用。

基于性能的大跨度钢结构设计要点及注意事项摘要：钢结构具有塑性好、强度高、重量轻等优点，目前被广泛使用、本文主要运用文献法、调查法，从性能角度出发，研究分析大跨度钢结构的设计要点及注意事项，就如何做好大跨度钢结构设计提几点看法，以供借鉴参考。

关键词：大跨度钢结构；性能；设计要点；注意事项大跨度钢结构，指的是横向跨越60m的钢结构。

大跨度钢结构目前主要有网壳结构、网架结构、悬索结构以及薄壳结构、膜索结构这几种结构形式【1】。

与其他类型的大跨度结构相比，大跨度钢结构的强度高、刚度大、质量轻、噪声低、环境污染小且制造简单，具有更高的实用性。

目前，世界许多国家都开始大范围采用钢结构，据不完全统计，全球超高层、大跨度结构中的一半都为纯钢结构，国外的高档住宅中有60%都使用了钢结构，在我国对钢结构尤其是大跨度钢结构的应用率也在逐年提升。

【2】尽管对大跨度钢结构的使用率在逐年提高，但与之相配套的技术、产品等还有提升空间，尤其是在设计方面还需不断改善优化。

下面结合实际，对基于性能的大跨度钢结构设计及应用有关问题做具体分析。

1大跨度钢结构设计方法1.1选取计算模型在进行大跨度钢结构设计时，要有准确的计算模型，计算模型的精确度关系到最终的设计效果与质量，因此在设计时不能将计算模型随意简化，要尽量根据建筑图建立合理的计算模型，提高模型精度，以保证最终的设计质量。

在进行设计时，要注意次构件的设计合理性，次构件对整个结构也有很大影响，所以在设计次构件时必须考虑性能、安全、质量与经济，在保证结构性能的基础上尽可能节约大跨度钢结构材料，降低工程造价【3】。

1.2节点构造设计大跨度钢结构构件多，构件之间的连接比较复杂多变。

设计节点构造时，需先确定构件连接方式、构件截面尺寸、大跨度钢结构受力情况等，综合这些因素科学选择最为合适的节点构造形式。

在选择好节点构造形式后，需将相关的数据代入模型进行计算，以保证整个结构受力合理，大跨度钢结构体系安全稳定。

建筑结构基于性能的抗震设计理论与方法摘要：基于性能的抗震设计理论是20 世纪90 年代初由美国学者提出，旨在使结构在未来的地震灾害下能够维持一定的性能水平。

是一种更合理的设计理念，将是未来结构抗震设计的发展方向，目前已引起了各国的广泛重视。

本文介绍了基于结构性能的抗震设计理论的主要内容，探讨了基于性能的抗震设计方法。

关键词：结构抗震基于性能抗震设计方法中图分类号：u452.2+8 文献标识码：a 文章编号：地震灾害是一种常见并且多发的自然灾害现象，它是人类面临的主要灾害之一。

地震的发生具有随机性和偶然性的特点，其发生的时间和空间、强度和持续的时间等均不确定。

随着大量的震害分析和工程抗震理论及实践经验的积累，人们对工程抗震的认识不断深入，并且基于目前的抗震设计思想采取了相应的抗震措施，在正常设计的情况下能够做到在一定程度上保障结构在遭遇高于预期地震的情况下不至于瞬间倒塌，其抗震设防的目标尚局限在基本保障人员安全的水准内，但其破坏没有得到有效的控制，震后的人员和财产损失是巨大的，往往超过了社会所能承受的范围。

由于地震和地面运动有很大的不确定性，结构在其有效使用期限内可能遭遇预期强度等级的地震，也有可能遭遇远远大于预期强度等级的地震，如何确定符合经济社会发展的抗震设防目标、并采取行之有效抗震设计方法保证设防目标的实现，进而有效的控制地震灾害发生的范围和程度，是地震学界和工程抗震界亟需解决的问题。

目前国内外工程界，在结构抗震设计实践中，传统的结构抗震思想和手段，有其明显的局限性，其可靠水准不能与现代社会发展的需求相适应。

在此背景下，基于性能的抗震设计被提出和广泛研究，并被认为是未来房屋建筑抗震设计的主要发展方向和建筑抗震设计规范的主要指导思想。

对结构采用多级性能水平和多级抗震设防目标的基于性能的抗震设计具有重要的理论意义和实用价值。

一、基于结构性能的抗震设计理论的主要内容基于结构性能的抗震设计理论的主要内容应包括确定地震设防水准、结构性能水准、结构抗震性能目标、结构抗震分析和设计方法等方面。

基于性能的抗震设计发表时间：2019-02-22T14:21:10.100Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：刘强刘晓伟[导读] 提出结构的抗震性能目标、基于性能抗震设计的主要方法步骤.空军广州工程设计室广东省广州市 510000摘要：本文在分析现行抗震设计方法存在的局限性的基础上，重点阐述了如何在超限建筑的抗震设计中采用基于性能的抗震设计方法，提出结构的抗震性能目标、基于性能抗震设计的主要方法步骤.关键词：超限建筑；抗震设计；基于性能设计1 前言汶川地震和海地地震使人们再次看到抗震结构设计的重要性，如何提高提高抗震性能又保证经济效益，是我们面临的一大问题。

随着经济水平的提高，我国的超限高层建筑工程越来越多。

这些工程在房屋高度、规则性等方面都不同程度地超过现行标准规范的适用范围，如何进行抗震设计缺少明确具体的目标、依据和手段，按照《全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法》和《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》等的要求，需要根据具体工程实际的情况，进行分析、研究，必要时还要进行试验，从而确实采取比标准规范更加有效的抗震措施，设计者的论证还需要超限审查，以期保证结构的抗震安全性能，这就提出了基于性能的抗震设计。

2 传统的抗震设计方法局限性按我国抗震规范进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，即“小震不坏,中震可修,大震不倒” 的多级设计思想,但其实质是以保证人的生命安全为原则的一级设计理论。

其设计方法采用：小震不坏采用结构线弹性验算；中震可修及大震不倒采用加强结构构造措施及薄弱层弹塑性验算。

这样设计的建筑物可以避免主体结构倒塌而保证人的生命,但地震所造成的正常使用功能的丧失和巨大的社会经济损失,很可能会大大超出社会和业主可接受的程度。

钢结构抗震性能评估和加固设计钢结构作为一种重要的建筑结构形式，在建筑工程中的应用越来越广泛。

但随之而来的是，建筑物在地震等自然灾害中的抗震性能也成为一个重要的问题。

为了提高建筑物的抗震性能，钢结构的抗震性能评估和加固设计显得至关重要。

一、钢结构抗震性能评估1、抗震性能的评估方法钢结构抗震性能的评估需要针对不同的情况采用不同的评估方法。

一般来说，抗震性能的评估可以分为静力分析和动力分析两种方法。

静力分析是指根据建筑结构的几何形状和材料特性，以及不同地震作用下的荷载，采用有限元或弹性法等手段，对结构进行分析。

动力分析则是利用地震波的输入，通过有限元方法、基于能力设计思想的方法、地震监测数据分析等手段来评估建筑物的抗震性能。

2、影响抗震性能的因素钢结构的抗震性能涉及到多个因素，如钢结构的材料特性、结构的几何形状和尺寸、连接方式、支座形式等等。

此外，地震的频谱、持时、振幅等因素也会影响钢结构的抗震性能。

3、抗震性能的评估指标对于钢结构的抗震性能评估，一般采用的是平面矩形振型法和弹塑性时程分析法等评估指标。

其中，平面矩形振型法用于简化计算和评估建筑物的抗震性能，而弹塑性时程分析法则是一种更加准确的评估方法。

在实际应用中，一般采用这两种方法相结合的方式来评估钢结构的抗震性能。

二、钢结构抗震性能加固设计1、加固设计的原则钢结构抗震性能加固的设计需要遵循以下原则：（1）确保结构的整体稳定性；（2）提高结构的整体刚度和韧性；（3）采用经修范或加固结构的传统机械连接；（4）采用新型钢材、复合材料等先进材料。

2、加固设计的方法加固设计的方法有多种，主要包括改善原结构、添置新构件、加强连接方式等方法。

（1）改善原结构改善原结构是指通过加固柱、剪力墙、板条等结构部位来提高原结构的耐震性能。

（2）添置新构件添置新构件是指在原结构的基础上，增加钢构件等加强构件来提高原结构的耐震性能。

（3）加强连接方式加强连接方式是指加强原结构的连接节点，采用先进的钢制连接件、钢板连接件等方式来提供更好的连接性能。

浅谈钢结构方面基于性能的抗震设计研究摘要：根据我国目前的建筑结构设计规范，对既有建筑和新建建筑的抗震性能进行评估并对其加固，都是使用小震时结构的弹性承载力和结构的抗震延性方法来满足小震不坏、中震可修、大震不倒的预防地震目标。

目前仅对小震弹性的承载力进行计算，再运用结构的抗震延性措施对既有建筑改建扩建也无法达到满足，已经无法满足大震不倒的目标。

本文结合我国的抗震设计规范，引入世界上针对混凝土方面基于性能的抗震设计思想，研究出一套适合我国规范的基于性能的混凝土建筑结构抗震设计方法。

采用弹性和弹塑性方法对不同水准地震下构件受力和变形进行分析，从构件和结构两方面定量控制承载力和变形。

关键词：既有混凝土建筑；基于性能；不同水准地震作用；弹塑性分析中文分图号：u442.55 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）04-0059-021 基于性能的抗震设计方法1.1 抗震性能目标设定和选用结构的超限程度会直接影响结构的延性变形能力。

抗震性能目标是指在预期的设定地震中对建筑结构造成的预期性影响。

所以应该运用结构的不规则程度对复杂超限高层建筑的抗震设计从提高延性变形能力、增强承载力两方面考虑合适的手段保证安全。

建筑业主要向设计者提供此建筑物的抗震强度、对于业主的重要程度以及震后的修复难度等多方面选择抗震性能目标，而设计要向业主给予经济和技术上的分析。

这些目标的选定要在方案设计和结构安全两方面之间进行。

在此本文结合我国的抗震规范针对混凝土基于性能的抗震设计方法，对结构构件提出五种性能水准：1.1.1 小震弹性在小震作用下，建筑结构的抗震承载力要满足规范要求，结构的层间位移也要在规范位移范围之内。

在设计构件时也要让构件满足抗震设计规范。

1.1.2 中震弹性在中震作用下不考虑中震组合内力调整系数时构件要满足抗震设计规范。

1.1.3 中震不屈服在中震作用下不考虑中震组合内力调整系数和结构的抗震承载系数，构件所用材料的抗震系数和强度都要满足标准要求，结构的阻尼比也可以进行适当的增加。

基于性能的建筑结构抗震设计方法基于性能的抗震设计方法在近年来得到了广泛应用和研究。

与传统的抗震设计方法相比，基于性能的设计方法更注重于建筑结构在地震发生时的整体性能表现，而不仅仅是满足最小的设计要求。

本文将介绍基于性能的抗震设计方法的原则、步骤和关键技术。

基于性能的抗震设计方法的原则主要包括可控性、韧性、适度保护和适应性。

可控性指设计应该具备可预测、可控制的性能，以确保结构在设计地震作用下的合理的变形和破坏。

韧性意味着结构应具备适度的变形能力，能够在一定程度上吸收地震能量，避免瞬时破坏。

适度保护要求结构在设计地震作用下保持功能上的损伤，以确保人员的安全。

适应性指结构应具备适应不同地区和地震的能力，以实现地震风险管理的可持续性。

基于性能的抗震设计方法的步骤包括需求确认、地震灾害风险评估、结构性能目标的设定、性能评估和设计方案的选择。

需求确认是指明确结构的使用功能、设计寿命、性能要求等。

地震灾害风险评估是分析结构所处地区的地震状况、可能遭受的震害和风险等。

结构性能目标的设定是根据需求确认和地震灾害风险评估的结果，确定结构在地震发生时所应达到的性能目标。

性能评估是通过计算和仿真等手段，评估结构在地震发生时的性能表现。

设计方案的选择是根据性能评估的结果，从多个设计方案中选择最优方案。

基于性能的抗震设计方法涉及到多个关键技术。

其中包括抗震设计参数的确定、动力分析和减震技术的应用。

抗震设计参数的确定是指通过地震动参数、结构特性和性能目标等因素，确定结构的抗震设计参数，如刚度、阻尼等。

动力分析是基于结构的动力学特性，通过数值模拟的方法，分析结构在地震作用下的响应，并评估其性能表现。

减震技术的应用是通过增加结构的耗能能力，减小地震作用对结构的破坏程度。

常见的减震技术包括隔震、摆锤和阻尼器等。

综上所述，基于性能的抗震设计方法是一种注重结构整体性能的设计思路。

通过确定性能目标、进行性能评估和选择最优设计方案，可以实现结构的安全性、可控性、韧性和适应性。

基于结构性能的抗震设计理论综述摘要：基于结构功能的设计理论是90年代国际上提出的新概念，是抗震设计理念上的一次变革。

本文首先阐述了基于结构性能的设计理论产生的背景、研究内容、设计流程；然后重点介绍了目前已被世界地震工程界广泛应用的基于位移的设计方法；最后就其研究和应用前景进行了展望。

关键词：结构性能抗震设计位移位移延性系数能力需求曲线discuss on aseismatic design based on structural performanceabstract: aseismatic design based on structural performance was put forward firstly in 90’s of last century. it was a reform of design ideas . this paper introduced the background、content and process of the design theory. the method of design based on displacement which has been applied widely was emphasized. at the end of this paper, the development of the design was analysed.keywords: structural performance, aseismatic design, displacement, modulus of displacement ductibility, curve of capability demand.前言：传统的抗震设计方法是以保证人的生命安全为原则的设计方法，依此思想设计的各种建筑物在地震作用下基本能够保证生命安全。

近年来世界各国发生的大地震，特别是1989年美国loma prieta、1994年美国northridge和1995年日本阪神地震的震害都表明，按现行建筑抗震规范设计的结构总体上基本保证了“大震不倒”的安全目标，但是造成的经济损伤极其严重。

基于性能的大跨度钢结构设计研究
大跨度钢结构是现代建筑中的重要类型之一，具有自重轻、抗震、抗风、施工周期短等优点。

在大跨度钢结构的设计中，性能是最重要的考虑因素之一。

本文将从设计过程中的几个方面来介绍如何基于性能设计大跨度钢结构。

首先，材料的选择是大跨度钢结构性能的基础。

在设计过程中，要根据建筑的具体要求选择合适的材料，比如有强度高、韧性好、防腐性强、可再生等特点的高强度钢材。

其次，结构的优化设计也是基于性能的关键。

在设计过程中，要根据建筑的功能，以及施工和使用过程中的要求，进行结构形式和杆系布局的优化。

例如，在设计大跨度钢结构的主梁时，结构优化设计可以将戈登桥的结构类比为箱梁，从而使主梁的截面形式更加合理，结构更加稳定。

再次，大跨度钢结构的节点连接与抗震设计也是基于性能的重要因素。

节点连接不仅关系到大跨度钢结构的整体性能，还直接影响到其施工和使用的安全性。

在设计过程中，可以采用先进的节点连接技术和钢材抗震设计原理，如隔震支座、双轴抗震隔震、多向防震等，提高大跨度钢结构的安全性和稳定性。

最后，大跨度钢结构的施工过程也需要基于性能进行设计。

在施工过程中，要考虑到大跨度钢结构的稳定性和安全性，采用高效、安全的施工工艺和设备来保障整个施工过程的顺利进行。

综上所述，性能是大跨度钢结构设计的重要考虑因素，需要在材料选择、结构优化、节点连接与抗震设计、施工过程等方面进行综合设计，以保证大跨度钢结构在使用过程中的稳定性和安全性。