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【广东省性能设计规程】性能设计基本方法与PBSD的实现

“性能水准的细化与基于构件变形的性能评估方法
上周推送【广东省性能设计规程】与国家高规对比浅谈反应谱的修正与完善 与大家分享规程的第四章(建筑场地与地震动参数),并给出规程推荐的1040条地震波开源反应谱求解程序的下载方式。
本推送将主要阐述规程中提出的性能设计基本方法,并简述本套设计方法在结构抗震性能设计PBSD【PBSD】超限工程的免费好助手:结构抗震性能设计软件PBSD功能简介【筑信达网络课堂】【PBSD】基于PERFORM-3D的超限分析全套解决方案)中的实现途径。

抗震性能设计基本路线

首先一句话概括整套设计方法:确定结构性能目标从而确立构件的性能需求,通过正截面复核(承载力或变形)及斜截面(承载力)复核相结合的方式判断构件是否可满足性能水准的需求。
  • 确定结构性能目标

省性能设计规程表3.0.6给出抗震性能目标对应的最低抗震性能水准要求(与国家规范相同)。通过该表可确定结构在不同地震烈度下的性能水准要求。比方对于性能目标C的结构,其在罕遇地震下需满足性能水准4的要求。

确定结构性能目标

  • 确定构件性能复核方法

根据规程表5.2.2可确定构件的设计及复核方法。比方对于性能水准4的关键构件,其正截面复核需满足抗弯不屈服或变形性能状态不超过轻度损坏,且其斜截面需满足抗剪不屈服。

确定构件性能复核方法
  • 承载力复核

如进行承载力复核则可在规程第5.2节中找到相应的复核公式。值得注意的是省性能设计规程提出承载力极限的概念,其计算公式与不屈服公式的不同点在于:不屈服的抗力R采用材料强度标准值,而承载力极限的抗力R采用材料强度平均值

构件承载力复核(节选)

  • 变形复核

如进行变形复核则可在规程第七章中找到各类构件的变形指标(钢筋混凝土与型钢混凝土构件)。以钢筋混凝土梁为例,先根据剪跨比弯剪比确定构件破坏类型,再跟据弯剪比及配箍信息确定变形限值(不同类构件其参数不同),从而复核构件是否满足变形性能的要求。

构件变形复核(节选:RC梁)

“各性能水准与构件真实破坏程度如何对应?”,针对这一问题省性能设计规程在附录E中给出了各类构件性能水准与破坏程度的对应情况根据变形及承载力复核判断构件是否能满足性能水准要求后,即可反推结构是否能满足性能目标的需求

性能水准与破坏程度对应关系(节选:RC梁弯剪破坏

PBSD中的实现

目前整套复核方法已写入到结构抗震性能设计软件PBSD中。

  • 性能目标与构件性能水准

在“设置”中的构件信息选项卡可选定结构性能目标,程序根据性能目标自动切换构件的性能水准要求,用户也可根据需求自定义构件的性能需求

结构性能目标与构件性能水准
  • 构件性能水准复核

正截面承载力复核包含四个性能水准:弹性、不屈服、极限、屈服斜截面承载力复核包含五个性能水准:弹性、不屈服、极限、最小截面、截面超限正截面变形复核包含七个性能水准:完好、轻微损坏、轻度损坏、中度损坏、较严重损坏、严重损坏及失效

构件承载力与变形复核
  • 性能水准智能联动复核方法

“设置”中的构件性能水准将智能联动“性能状态”、“需求能力比”、“限值统计”的复核方法。以耗能构件的正截面验算为例,性能水准一对应承载力复核,性能水准四对应变形复核性能水准的改变也将引起能力需求比曲线的变化

构件性能水准联动正截面验算复核方法
  • 构件性能复核计算书
结构抗震性能设计软件PBSD为用户提供了每个构件的大震弹塑性性能复核计算书,方便用户在检验性能复核结果的同时,从构件层次更直观、准确的把控结构整体抗震性能。

构件性能复核计算书(节选)

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作者: ganggouren

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