[發(fā)明專利]基于性能水準(zhǔn)的地震動(dòng)評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010553893.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN111767596B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文鋒;苗吉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 青島匯智海納知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37335
• 代理人: 陳磊

本發(fā)明涉及抗震設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的基于性能水準(zhǔn)的地震動(dòng)評(píng)估方法，包括如下步驟：確定不同的性能水準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的層間位移角作為抗震性能水準(zhǔn)；將不同性能水準(zhǔn)映射于結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移，并獲得不同性能水準(zhǔn)下的基底剪力；選取振型數(shù)，并獲得第二振型至最大振型的各階模態(tài)下頂點(diǎn)位移與基底剪力曲線按照結(jié)構(gòu)第一周期建立單自由度體系的二階彈塑性微分動(dòng)力時(shí)程方程，反復(fù)調(diào)整不同地面運(yùn)動(dòng)的峰值加速度，提取達(dá)到性能水準(zhǔn)的地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度；評(píng)估基于性能水準(zhǔn)的地震動(dòng)。本發(fā)明摒棄了烈度概念，直接基于性能水準(zhǔn)完成建筑方案設(shè)計(jì)階段性能地震動(dòng)的評(píng)估，克服了烈度不確定性，計(jì)算精度大幅提高，評(píng)估方法更為科學(xué)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抗震設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種地震動(dòng)評(píng)估方法。

背景技術(shù)

中國(guó)抗震規(guī)范(GB 50011－2016)規(guī)定，50年超越概率為10％、63％和2％的地震烈度分別是多遇、基本和罕遇烈度，抗震承載能力是基于設(shè)防多遇烈度彈性地震反應(yīng)譜，采用振型分解法或底部剪力法計(jì)算地震作用，進(jìn)行地震作用效應(yīng)組合，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件抗震承載力計(jì)算的。美國(guó)ASCE7，IBC基于兩水準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，將最大考慮地震(對(duì)應(yīng)中國(guó)規(guī)范中的“罕遇烈度”)的2/3轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)地震(對(duì)應(yīng)中國(guó)規(guī)范中的“基本烈度”)，基于設(shè)計(jì)反應(yīng)譜采用靜力設(shè)計(jì)的底部剪力法(等效側(cè)向力法)和振型分解法，通過結(jié)構(gòu)調(diào)整系數(shù)考慮不同結(jié)構(gòu)類型的結(jié)構(gòu)反應(yīng)修正，將設(shè)計(jì)地震作用折算為彈性范圍，進(jìn)行地震作用效應(yīng)組合，完成抗震承載力計(jì)算。歐洲抗震規(guī)范與美國(guó)類似，設(shè)計(jì)地震作用折算是通過性能系數(shù)，折算成相應(yīng)的彈性地震作用，進(jìn)行地震作用效應(yīng)組合，完成抗震承載力計(jì)算。以上表明，各國(guó)抗震規(guī)范都是基于設(shè)防烈度或地震動(dòng)參數(shù)，完成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力計(jì)算。

中國(guó)抗震規(guī)范(GB 50011－2016)在附錄M--實(shí)現(xiàn)抗震性能設(shè)計(jì)目標(biāo)的參考設(shè)計(jì)方法中，給出了實(shí)現(xiàn)抗震性能設(shè)計(jì)目標(biāo)的構(gòu)件抗震承載力計(jì)算方法，但仍然是基于烈度，在設(shè)防地震動(dòng)、設(shè)防烈度地震動(dòng)和罕遇地震動(dòng)下，完成構(gòu)件抗震承載力計(jì)算。從本質(zhì)上，基于性能的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)從性能水準(zhǔn)(非烈度出發(fā))，進(jìn)行構(gòu)件抗震承載力計(jì)算，但是，現(xiàn)有方法沒有基于性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力的設(shè)計(jì)方法。

為了克服以上缺點(diǎn)，2019年11月05日授權(quán)公告的中國(guó)專利，專利名稱為基于性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力計(jì)算方法，公告號(hào)為CN109344511B，其基于不同性能水準(zhǔn)，確定地震動(dòng)，采用平方和開平方法或者完全二次組合法，合成多個(gè)振型下不同性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)地震作用，根據(jù)不同的性能水準(zhǔn)，選擇不同的承載力計(jì)算公式，計(jì)算構(gòu)件的承載力。然而，在建筑方案設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)性能地震動(dòng)水平進(jìn)行評(píng)估，目前，尚沒有基于性能水準(zhǔn)的地震動(dòng)評(píng)估方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種基于性能水準(zhǔn)的地震動(dòng)評(píng)估方法，解決了在建筑方案設(shè)計(jì)階段，如何對(duì)基于性能水準(zhǔn)的地震動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：其包括如下步驟：

步驟1，確定不同的性能水準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的層間位移角作為抗震性能水準(zhǔn)；

步驟2，獲得第一振型下最大層間位移角與結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移的關(guān)系，將不同性能水準(zhǔn)映射于結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移X_top(n)，并獲得不同性能水準(zhǔn)下的基底剪力；

步驟3，選取振型數(shù)，并獲得第二振型至最大振型的各階模態(tài)下頂點(diǎn)位移與基底剪力曲線；

步驟4，不同性能水準(zhǔn)下的基底剪力，乘以不同模態(tài)剪力調(diào)整系數(shù)得到迭代后對(duì)應(yīng)階振型下性能水準(zhǔn)的基底剪力；

步驟5，不同性能水準(zhǔn)下，按SRSS規(guī)則，計(jì)算第i次迭代時(shí)，r階振型性能水準(zhǔn)的總位移值其中u_ip是第i次迭代時(shí)，p階振型下性能水準(zhǔn)的位移；