基于性能的抗震设计方法目前主要有三种:承载力设计方法、位移设计方法和能量设计方法。其中位移设计方法又可以细分为:直接基于位移的设计方法、能力谱方法和按延性系数设计的方法。直接基于位移的设计方法是先假定结构的整体侧移模式,并按照结构动力学方法将实际的多自由度体系转化为等效单自由度体系,确定等效单自由度体系结构的弹塑性地震位移反应,再根据侧移模式反算出原多自由度体系各楼层的弹塑性地震位移反应,验算限值要求是否符合。本文采用直接基于位移的设计方法来研究多层轻钢龙骨体系住宅的抗震性能。
在多层轻钢龙骨体系住宅中,假定各层楼盖水平刚度无限大,可将该体系简化成每一层只含有单片墙体的多自由度体系。根据木龙骨结构基于性能的抗震设计方法,运用多自由度体系转化成单自由度体系的抗震设计步骤,得出多层轻钢龙骨体系住宅的抗震设计方法。基于性能的多层轻钢龙骨体系住宅抗震设计方法,结合我国现行建筑抗震设计规范,按四种不同的性能水准对多层轻钢龙骨体系进行了四类地震作用水准下的基于位移的抗震设计,验证了轻钢龙骨分散承载体系在多层住宅中的可行性。
(1)基于性能抗震设计要求设计的结构在不同水平地震作用下具有明确的性能水平。而目前抗震设计方法尽管也提到三个水准,但有的没有具体明确的量化,很难在实际设计中得到保证。
(2)在基于性能抗震设计中,目标性能水平的确定要综合考虑社会的经济水平,建筑物的重要性,建筑物造价、保养、维修以及在可能遭受地震作用下的直接和间接损失来优化确定。性能水平是针对整个结构体系的。而目前抗震设计规范只针对结构构件,没有对整个结构体系提出明确的安全水平。
(3)现行抗震设计是在“小震”作用下进行强度设计,在“大震”作用下进行变形验算,是一种基于力的抗震设计方法。而基于性能抗震设计尽管目前还没有统一的设计方法,但有不少学者提出直接基于位移进行抗震设计,能更好地实现基于性能的抗震设计思想。
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