性能设计(第一讲).pptVIP

4. 基于性能的抗震设计Performance Based Seismic Design（近代抗震技术2005-2006第一学期） 4.3.2.3 结构能力曲线(Capacity Diagram)的确定 能力曲线是指结构基底剪力与顶部位移（或层间剪力～层间位移）的关系曲线。可由下面的方法得到：对结构施加某种形式的水平荷载，逐渐增加水平力使结构各层依次进入弹塑性，从而可得到结构的顶部位移ut和基底剪力Vb的关系曲线，这时，可采用Push over方法来求解。 转换为等价单自由度系统。 4.3.2.4目标位移 结构的目标位移是指结构非线性弹塑性静力分析的最大期望位移。由于顶部位移能直接而有效地度量结构的整体位移反应，且能与单自由度体系的质点位移相对应，因此通常选用结构的顶部位移作为目标位移量。 目前确定结构目标位移有以下几种方法，一是在结构等效为单自由度体系后，通过对单自由度体系进行时程分析得到；二是采用能力谱方法；三是采用位移系数法。 4.3.3 Push-over分析方法 4.3.3.1 能力谱方法（Capacity Spectrum Method） 通过地震需求曲线和结构能力曲线的叠加来评估结构在给定地震作用下反应特性。 4.3.3.2 位移影响系数法 利用Push over方法分析和修正的等位移近似法来确定结构的最大位移。FEMA-273(1997)推荐采用位移影响系数法来确定结构顶层的最大期望位移，并将其定义为目标位移。 4.3.3.3 适应谱Push over方法 与传统的Push over方法相比，主要区别于两个方面: (1)直接利用反应谱来定义加载特性；(2)施加侧向荷载始终随着结构的动力特性变化而改变，能够体现出结构动力特性以及结构和地震频谱特性的耦联效应。 4.3.3.1 能力谱方法（Capacity Spectrum Method） 通过地震需求曲线和结构能力曲线的叠加来评估结构在给定地震作用下反应特性。 因为地震需求曲线是由弹性反应谱转化而来的，它是针对单自由度线性体系而言的，因此结构的能力曲线也应该是对应于单自由度体系的。这就需要将多自由度体系等效成单自由度体系，并将非线性体系等效为线性体系。 Demand Diagram- 需求曲线 Demand Point- 需求曲线与能力曲线交点 Capacity Diagram-能力曲线 能力谱方法简介： (a)Push-over曲线(b)将曲线转化为能力曲线(c)将弹性反应谱从标准形式转化为A-D形式(d)确定位移需求 (a) (b) (c) (d) 4.3.3.1 能力谱方法（Capacity Spectrum Method） （续1） （1）基本方法介绍－ATC40 （1.a）等效单自由度体系 Mehdi Saiidi提出的Q模型 。 （1.b）等价线性体系 （1.c）计算步骤 （1.d）方法的缺点 （2）考虑弹塑性反应谱的改进的能力谱方法 4.3.3.1 能力谱方法（Capacity Spectrum Method） （续2） （1）基本方法介绍－ATC40 （1.a）等效单自由度体系－ Mehdi Saiidi提出的Q模型 表示第一振型，形状向量，保持不变 表示顶点位移 表示结构层间恢复力向量，当为线性时 （1） （2） 定义单自由度体系位移： （3） （4） 将(4)带入(2)，再左乘 得到， 其中， 当 为线性时，等效单自由度体系的周期为 ， 如果只考虑水平作用，总的地震力为： or [C]为对角阵 [C]为非对角阵 结构变形 ，加速度 ，因此等效单自由度体系的加速度为 令： 这样就可以把曲线 ，转化为能力谱曲线 。 将Push-over曲线转化为能力曲线 4.3.3.1 能力谱方法（Capacity Spectrum Method） （续3） （1）基本方法介绍－ATC40 （1.b）等价线性体系 等效线性化的方法的基本假定是结构的非线性反应可以近似地用一个线性结构的反应去代替。等效线性化所得到的等效参数 与 一般认为至少是体系最大反应的函数。因此，在对多自由度非线性体系进行等效线性化时，要注意使等效参数与体系的总反应的非线性程度相符，即各单元的等效值应与该