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基于性能的设计方法

/performance-based design method/
条目作者赵基达

赵基达

最后更新 2023-06-11
浏览 140
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使被设计的结构与构筑物在设计使用年限内满足各种预定的结构性能目标和正常使用功能的设计方法。

英文名称
performance-based design method
所属学科
土木工程

中国已将基于性能的设计方法用于建筑结构抗震设计中,其设计要求为:①根据建筑抗震设防类别、设防烈度与场地条件,考虑结构类型和不规则性,按建筑使用功能、投资和震后损失等,按确定的抗震性能目标进行技术和经济可行性分析。②按抗震性能化设计要求,选用合理结构体系,有针对性地对整个结构、结构的关键部位与重要构件等给出抗震性能目标。对整体结构按多遇地震、设防地震及罕遇地震作用进行结构弹性或弹塑性的地震效应分析。③对整体结构、关键部位与重要构件,在多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的抗震承载力和变形能力按抗震性能目标进行分析与评估,以满足抗震性能目标要求。中国在建筑抗震中采用“小震不坏、中震可修、大震不倒”的3个标准设防目标,这也是实现基于性能的建筑抗震设计的一个重要方面。

基于性能的设计方法客观上也多方面应用于建筑结构设计中。如针对超高层建筑在风荷载作用下顶层部位将产生长周期的大位移与加速度问题,采用调整结构侧向刚度与顶层加速度验算等方法;也可采用振动控制技术,如采用调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD);也可根据空气动力学原理通过气动性能优化的方法,改善高层建筑的形体,以减小风振效应。如对大跨度结构的挠度问题,采用预起拱或预应力技术,以使其满足使用过程中的变形性能要求。如对大跨度楼盖结构在人行激励荷载下的振动问题,采用控制结构振动频率或采用控制人群行走激励下的加速度验算,以达到大跨度楼盖结构在人行激励荷载作用下的舒适度要求。

基于性能的设计方法,就是针对提出与预定的设计性能目标,用不同的方法和手段去实现这些性能要求,体现一种有别于固定设计目标且依赖于规范条文的设计方法,这样可以在确保结构安全的前提下,使新材料、新结构体系、新的设计方法、新的设计理念等更容易得到正确应用。

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