1、高層建筑抗震設(shè)計(jì)導(dǎo)則GUIDELINES FOR SEISMIC DESIGN OF TALL BUILDINGS美國太平洋地震工程研究中心（PEER）根據(jù)“高層建筑推進(jìn)計(jì)劃”的安排提出發(fā)布日期：2009年3月21日重慶大學(xué)結(jié)構(gòu)工程與地震工程研究中心傅烜 譯 白紹良 校2010年6月導(dǎo)則起草人Dr. Yousef Bozorgnia, PEAssociate Director, Pacific Earthquake James O. Malley, SEEngineering Research Center Senior Principal Degenkolb Engineers, Ine.D

2、r. C.B. Crouse, GEPrincipal Engineer/Vice President Dr. Jack P. Moehle, PEURS Consultants, Inc. Director, Pacific Earthquake Engineering Research CenterRonald O. Hamburger, SESenior Principal Dr. Farzad Naeim, SESimpson Gumperta & Heger, Inc. Vice President & General Counsel John A. Martin &

3、amp; Associates, Inc.Ronal Klemencic, SEPresident Dr. Jonathan P. Stewart, PEMagnusson-Klemencic Associates, Inc. Professor University of California at Los AngelesDr. Helmut Krawinkler, PEProfessor EmeritusStanford University術(shù) 語能力設(shè)計(jì)（capacity design） 是一種設(shè)計(jì)方法。在該設(shè)計(jì)方法中要識別出預(yù)期在強(qiáng)烈地震地面運(yùn)動下經(jīng)歷非彈性性能的那些結(jié)構(gòu)部位，并通過構(gòu)

4、造措施使這種性能能夠可靠發(fā)揮；結(jié)構(gòu)的其余部分則設(shè)計(jì)成具有足夠的強(qiáng)度，以便在地震反應(yīng)中從根本上說保持彈性。封頂強(qiáng)度（capping strength） 結(jié)構(gòu)構(gòu)件在單調(diào)加載下的峰值強(qiáng)度。設(shè)計(jì)地震動（design earthquake shaking） 用彈性反應(yīng)譜值體現(xiàn)的地震動強(qiáng)度，該彈性譜值取為“最大考慮地震”（Maximum Considered Earthquake）水準(zhǔn)的地震動彈性反應(yīng)譜值的2/3。預(yù)計(jì)強(qiáng)度（expected strength） 在考慮材料強(qiáng)度和應(yīng)變硬化的變異性的條件下，不同于結(jié)構(gòu)構(gòu)件最低強(qiáng)度或規(guī)范規(guī)定強(qiáng)度（specified strength）的很可能遇到的真實(shí)強(qiáng)度。風(fēng)險

5、曲線（hazard curve） 地面運(yùn)動強(qiáng)度參數(shù)在固定年限（通常為50年）內(nèi)的超越概率曲線，該超越概率為地面運(yùn)動強(qiáng)度參數(shù)的函數(shù)。風(fēng)險水準(zhǔn)（hazard level） 用來對地震動強(qiáng)度進(jìn)行量化的在定義的時間段（或重現(xiàn)期）內(nèi)的一個超越概率。下限強(qiáng)度（lower-bound strength） 一個結(jié)構(gòu)單元在考慮材料強(qiáng)度和施工制作的變異性的條件下很可能出現(xiàn)的最低強(qiáng)度。“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動 （Maximum Considered Earthquake shaking） 按ASCE 7-05規(guī)范設(shè)計(jì)的一般占住條件（ordinary occupancy）的建筑在沒有顯著倒塌風(fēng)險的條件下預(yù)計(jì)將抵抗

6、的最強(qiáng)水準(zhǔn)的地震動。重現(xiàn)期（return period） 強(qiáng)度等于或大于某個規(guī)定值的事件重復(fù)發(fā)生的平均年數(shù)。使用水準(zhǔn)地震動（service level earthquake shaking） 具有25年重現(xiàn)期（近似當(dāng)量于50年超越概率為90%）的由彈性加速度反應(yīng)譜值體現(xiàn)的地震動。場地反應(yīng)分析（site response analysis） 非線性土介質(zhì)中的波動傳播分析。一致風(fēng)險反應(yīng)譜（uniform hazard spectrum） 是一條某一場地專用的反應(yīng)譜，該反應(yīng)譜是按其每個縱坐標(biāo)值都具有相同的超越概率或平均重現(xiàn)期作出的。符 號 建筑規(guī)范規(guī)定的側(cè)向位移放大系數(shù)； 結(jié)構(gòu)自重及永久性安裝的設(shè)備

7、和室內(nèi)固定裝置的效應(yīng)； 地震效應(yīng)，包括位移、力、層間位移和應(yīng)變，來自于沿建筑物的一個反應(yīng)主軸作用的地震動； 地震效應(yīng)，包括位移、力、層間位移和應(yīng)變，來自于沿垂直于x軸的建筑物另一個反應(yīng)主軸作用的地震動； 在單調(diào)加載下構(gòu)件的峰值（封頂）強(qiáng)度； 用根據(jù)所用結(jié)構(gòu)材料從相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度公式算出的名義強(qiáng)度，但使用的是材料的預(yù)計(jì)強(qiáng)度，而不是名義強(qiáng)度或規(guī)范規(guī)定強(qiáng)度； 單調(diào)加載下的峰值后殘余強(qiáng)度； 單調(diào)加載下部件的等效屈服強(qiáng)度； 從一批非線性反應(yīng)時程分析中得到的強(qiáng)度需求，用于評價具有脆性破壞模式部件的強(qiáng)度是否足夠；IM 地面運(yùn)動強(qiáng)度的度量尺度，如地面峰值加速度、某個特定周期下的譜反應(yīng)加速度等； 等效彈性剛度

8、； 單調(diào)加載下的等效屈服后剛度； 單調(diào)加載下峰值強(qiáng)度后的等效剛度； 從建筑規(guī)范查得的設(shè)計(jì)活荷載或最大瞬時活荷載（不考慮折減）； 在一次強(qiáng)烈地震事件中預(yù)計(jì)會存在的那部分設(shè)計(jì)活荷載； 地震震級； 從一個地震震源到一個場地的距離； 建筑規(guī)范規(guī)定的反應(yīng)變更系數(shù)； 建筑物基礎(chǔ)底板處的地震振動； 自由場地地表的地面運(yùn)動； 高于（）或低于（）處在整體平均值以下的一個值的標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)； 單調(diào)加載下構(gòu)件達(dá)到峰值強(qiáng)度時的變形； 單調(diào)加載下從對應(yīng)于等效屈服的變形（）到達(dá)到峰值強(qiáng)度的變形（）所得到的塑性變形； 單調(diào)加載下所得到的直到破壞前的峰值強(qiáng)度后的變形分量； 極限變形； 部件屈服變形； 單調(diào)加載下峰值后殘余屈服強(qiáng)度

9、與初始屈服強(qiáng)度的比值； 根據(jù)所用結(jié)構(gòu)材料從相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中得到的抗力系數(shù)； 建筑規(guī)范規(guī)定的超強(qiáng)系數(shù)； 總體樣本值的標(biāo)準(zhǔn)差； 總體樣本值的均值。目 錄導(dǎo)則起草人I術(shù) 語II符 號III1 引 言11.1 目的11.2 涉及范圍11.3 設(shè)計(jì)時要作的考慮21.4 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的資質(zhì)31.5 基本條件31.6 應(yīng)用限制42 設(shè)計(jì)性態(tài)目標(biāo)52.1 最低性態(tài)目標(biāo)52.2 提高了的目標(biāo)53 設(shè)計(jì)過程綜述73.1 引言73.2 確定設(shè)計(jì)方法73.3 建立性態(tài)目標(biāo)73.4 地震輸入73.5 概念設(shè)計(jì)73.6 設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則73.7 預(yù)設(shè)計(jì)83.8 使用水準(zhǔn)評價83.9 最大考慮反應(yīng)評價83.10 最終設(shè)計(jì)83.11

10、評審專家組的審查84 設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則文件94.1 概述94.2 控制準(zhǔn)則內(nèi)容95 地震輸入155.1 概述155.2 地震危險性分析155.2.1 概率地震危險性分析155.2.2 確定性地震危險性分析195.2.3 場地反應(yīng)分析195.3 土-基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)的交互作用215.3.1 使用水準(zhǔn)分析215.3.2 最大考慮地震水準(zhǔn)分析215.4 加速度時程的選擇和調(diào)整225.4.1 引言225.4.2 識別起控制作用的震源225.4.3 地面運(yùn)動記錄的選擇245.4.4 調(diào)整加速度時程以匹配目標(biāo)譜256 預(yù)設(shè)計(jì)286.1 概述286.2 結(jié)構(gòu)體系的體型286.3 結(jié)構(gòu)性態(tài)的等級系列296.4 風(fēng)306

11、.5 更高模態(tài)效應(yīng)306.6 抗震剪力需求316.7 建筑物變形估算316.8 收進(jìn)和豎向偏折326.9 樓蓋膈板需求326.10 伸臂構(gòu)件326.11 非參與構(gòu)件336.12 基礎(chǔ)336.13 板-墻接頭區(qū)336.14 板-柱接頭區(qū)336.15 阻尼337 使用水準(zhǔn)評價357.1 概述357.2 使用水準(zhǔn)地震動357.3 分析方法357.4 性態(tài)目標(biāo)357.5 結(jié)構(gòu)的模型化36 模型化的程度36 材料的剛度和強(qiáng)度36 扭轉(zhuǎn)36 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)36 樓蓋膈板37 基礎(chǔ)與土壤的交界面37 地下樓層38 柱底387.6 設(shè)計(jì)參數(shù)38 荷載組合38 反應(yīng)變更系數(shù)397.7 可接受準(zhǔn)則39 內(nèi)力39

12、位移398 最大考慮反應(yīng)下的評價408.1 目標(biāo)408.2 設(shè)計(jì)及評價過程408.2.1 設(shè)計(jì)中需作的考慮408.2.2 評價準(zhǔn)則418.3 荷載及反應(yīng)預(yù)測428.3.1 地震輸入428.3.2 重力荷載的貢獻(xiàn)438.3.3 反應(yīng)預(yù)測方法438.4 體系的模型化438.5 結(jié)構(gòu)部件的模型化458.5.1 重要的模型化參數(shù)458.5.2 計(jì)算部件特性的方法468.5.3 部件分析模型的可選擇方案478.5.4 各類部件模型化中遇到的專門問題498.6 部件水準(zhǔn)的可接受準(zhǔn)則548.6.1 力控制的作用548.6.2 變形控制的作用558.7 樓層強(qiáng)度的可接受損失558.8 對不確定性的考慮569

13、設(shè)計(jì)結(jié)果的體現(xiàn)579.1 概述579.2 設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則579.3 巖土工程-地震地面運(yùn)動報告589.4 預(yù)設(shè)計(jì)-概念設(shè)計(jì)589.5 使用水準(zhǔn)評價589.6 倒塌水準(zhǔn)評價599.7 設(shè)計(jì)送審文件內(nèi)容的樣本表（見附錄A）5910 工程項(xiàng)目審查6010.1 概述6010.2 評審專家資質(zhì)6010.3 審查范圍6110.4 爭論的解決6210.5 審查后的修改62參考文獻(xiàn)64附錄A 建議的送審文件內(nèi)容681 引 言1.1 目的美國建筑抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范用傳統(tǒng)方法包含在ASCE 7和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中。這些方法通過被引用而包括在美國國際建筑規(guī)范（International Building Code）中。由美國

14、太平洋地震工程研究中心聯(lián)合在一起的結(jié)構(gòu)、巖土工程師和研究人員提出的這本高層建筑抗震設(shè)計(jì)導(dǎo)則則是建議的另一種可供選擇的設(shè)計(jì)方法。這一導(dǎo)則可以：l 在建筑規(guī)范中允許使用另外方法的條款下用來作為進(jìn)行特定高層建筑抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)；l 用來作為今后建筑規(guī)范提出和采納指導(dǎo)高層建筑設(shè)計(jì)的條款的基點(diǎn)。若使用和執(zhí)行得當(dāng)，本導(dǎo)則給出的建議的意圖是，使設(shè)計(jì)出的建筑物有能力和更可靠地達(dá)到建筑規(guī)范中占住類別注：美國ASCE 7規(guī)范的占住類別是指未提出專門要求的一般性建筑，即除去占住類別、以外的建筑，見ASCE 7規(guī)范表1-1。的建筑物的預(yù)期性態(tài)目標(biāo)。特定的使用者也可以對這些建議進(jìn)行調(diào)整和改動，并以其作為設(shè)計(jì)依據(jù)來提供比占

15、住類別的建筑物的可意性能更好的性能。這里提出的各項(xiàng)導(dǎo)則的意圖也是為設(shè)計(jì)工程師、建筑業(yè)行政管理人員、評審專家組專家以及建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的修訂者提供參考源。1.2 涉及范圍這里包含的設(shè)計(jì)建議意在用于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。這本導(dǎo)則不是像建筑規(guī)范中對某些結(jié)構(gòu)體系所作的那樣，對其應(yīng)用設(shè)置專用的高度限制，而是適用于通常具有能反映出高層建筑獨(dú)具的地震反應(yīng)特征的建筑結(jié)構(gòu)，這類特征應(yīng)包括下列全部特點(diǎn)：l 振動的基本平動周期顯著超過1秒：l 有更高振動模態(tài)的明顯質(zhì)量參與和側(cè)向反應(yīng)；l 抗地震力體系的高寬比大到側(cè)向位移中與框架或剪力墻的層間剪切變形相比有一個顯著部分是由墻、柱或兩者的軸向變形所引起的。這里提出的這些

16、導(dǎo)則相當(dāng)于符合建筑規(guī)范相關(guān)要求的另一種可用手段。這些相關(guān)要求包括按照考慮了美國西部地震危險性的地震荷載確定結(jié)構(gòu)抗力的要求以及把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成能通過結(jié)構(gòu)部件的非彈性反應(yīng)抵抗強(qiáng)地震地面運(yùn)動的要求。這里給出的建議也可以用于沒有形成實(shí)質(zhì)性非彈性反應(yīng)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及位于地震活動性與美國西部有某些不同地區(qū)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，但可能要作適當(dāng)改動。這里的導(dǎo)則意在用于ASCE 7-05規(guī)范表1-1定義的占住類別的建筑。除地震抗力外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容或非結(jié)構(gòu)性部件或體系地震抗力的設(shè)計(jì)均未包括在本文件范圍內(nèi)。這些類設(shè)計(jì)應(yīng)符合適用的建筑規(guī)范或其合適的代用文件的要求。1.3 設(shè)計(jì)時要作的考慮近年來在美國西部設(shè)計(jì)和建造了一定數(shù)量的高層建

17、筑，其中所使用的抗地震力體系未嚴(yán)格符合在其設(shè)計(jì)時有效的建筑規(guī)范中的傳統(tǒng)要求。在有些情況下，這些結(jié)構(gòu)都符合適用的建筑規(guī)范的一般控制準(zhǔn)則，只不過超過了建筑規(guī)范對所選抗地震力體系規(guī)定的高度限制；而在另一些情況下，地震抗力則是由建筑規(guī)范中未包括的結(jié)構(gòu)體系所提供的。這些建筑物的抗震設(shè)計(jì)是用基于性態(tài)的方法做出的。在這種方法中，工程師先針對預(yù)期的非線性反應(yīng)確定建筑物的尺度和部件截面，再使用非線性結(jié)構(gòu)分析證實(shí)結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷強(qiáng)烈地面運(yùn)動時的性態(tài)是可以接受的。這類建筑的準(zhǔn)用許可通常已由建筑規(guī)范第104節(jié)給出，因?yàn)榈?04節(jié)允許使用另外一些設(shè)計(jì)、施工的手段和方法，只要建筑業(yè)行政管理部門發(fā)現(xiàn)這類設(shè)計(jì)和施工做出的建筑物具有

18、與嚴(yán)格符合規(guī)范控制準(zhǔn)則的建筑物預(yù)測的性態(tài)能力相當(dāng)?shù)男詰B(tài)能力。這里的各項(xiàng)導(dǎo)則采納的就是與此相同的方法。按這里的各項(xiàng)導(dǎo)則完成的高層建筑抗震設(shè)計(jì)可以帶來一系列有利效果，其中包括：l 更可靠地達(dá)到預(yù)期的抗震性態(tài)；l 降低了工程造價；l 能適應(yīng)用其它辦法可能做不到的建筑設(shè)計(jì)特征；l 能使用創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)體系及材料。盡管有上述優(yōu)點(diǎn)，用這種方法進(jìn)行的建筑物設(shè)計(jì)不應(yīng)在未作出下列考慮的條件下進(jìn)行。l 正確實(shí)現(xiàn)這些導(dǎo)則需要有關(guān)于地震動危險性、結(jié)構(gòu)材料性能和結(jié)構(gòu)非線性動力反應(yīng)和分析方面的廣泛知識。不具備必要知識或技能的工程師不應(yīng)承擔(dān)按照這里的這些導(dǎo)則進(jìn)行的設(shè)計(jì)。l 按照這里給出的控制準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，其地震反應(yīng)有可能在結(jié)

19、構(gòu)構(gòu)件中引起廣泛的循環(huán)非線性應(yīng)變。為了安全地抵抗這些應(yīng)變，結(jié)構(gòu)必須按精確的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。當(dāng)建筑承包商和質(zhì)檢工程師不具備正確執(zhí)行這類設(shè)計(jì)所必需的技能和知識時，這里的這些導(dǎo)則就不應(yīng)使用。l 按照這里給出的方法完成的設(shè)計(jì)，如建筑規(guī)范第104節(jié)所規(guī)定的，其驗(yàn)收將取決于建筑業(yè)行政管理部門的判斷。每個建筑業(yè)行政管理部門都可以謝絕這種方法，且已經(jīng)有建筑業(yè)行政管理部門拒絕接受這一方法的先例。因此，在開始按這里給出的判別準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，推動這一工作的團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)首先確認(rèn)這種方法能被有管理權(quán)的行政機(jī)構(gòu)所接受。l 按這些導(dǎo)則設(shè)計(jì)的建筑物的設(shè)計(jì)過程和審批過程通常都要比嚴(yán)格符合建筑規(guī)范傳統(tǒng)判別準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)投入更大的努

20、力和花費(fèi)更多的時間。l 即使在有管理權(quán)的行政機(jī)構(gòu)愿意接受按另一種方法完成設(shè)計(jì)的地區(qū)，推動設(shè)計(jì)工作的團(tuán)隊(duì)仍會面臨風(fēng)險，即該行政機(jī)構(gòu)最終還是裁定設(shè)計(jì)是不能接受的。作出這一裁定并不是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)特征可能已從造價或其它角度使這一工程項(xiàng)目變得不再合意。l 當(dāng)根據(jù)這里的各項(xiàng)導(dǎo)則設(shè)計(jì)的建筑物在一次地震事件中確定受到強(qiáng)地震動影響時，預(yù)計(jì)建筑物可能遭受損傷。這時，一些利益相關(guān)人注 ：指一幢建筑的產(chǎn)權(quán)所有者或租用者。就可能認(rèn)為損傷超過了合理水準(zhǔn)，并可能試圖追究設(shè)計(jì)過程參與者對這種被察覺的薄弱性能的責(zé)任。在這類事件中，責(zé)任注冊工程師有可能被要求證實(shí)其設(shè)計(jì)符合合適的關(guān)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。而針對按這里的另一種方法設(shè)計(jì)的建筑物來做這件事

21、會比針對嚴(yán)格按照建筑規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑物更為困難。這里的導(dǎo)則建議使用獨(dú)立的第三方審查作為設(shè)計(jì)過程的內(nèi)在組成部分。這種審查，也稱專家組審查，可以幫助為建筑業(yè)行政管理部門提供對所設(shè)計(jì)建筑物可接受性的擔(dān)保，也可以提出幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)可靠性的建議方法，還可以幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)作出與合適的關(guān)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)相符的設(shè)計(jì)。具有根本性意義的是，審查專家要具有足夠的知識、技能和經(jīng)驗(yàn)來發(fā)揮這種作用。1.4 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的資質(zhì)正確實(shí)施這里給出的設(shè)計(jì)導(dǎo)則需要有具備下列知識的高層次結(jié)構(gòu)工程和地震工程專家：l 地震危險性分析以及地面運(yùn)動記錄的選擇和標(biāo)定；l 結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)體系的非線性動力性能，以及能用合適的軟件工具預(yù)測這類性能的建筑物數(shù)學(xué)模

22、型的構(gòu)建；l 能力設(shè)計(jì)原理；l 抵抗循環(huán)非彈性需求的構(gòu)件的構(gòu)造措施，和構(gòu)件在循環(huán)非彈性加載條件下的強(qiáng)度和變形能力的評價。不具備這類專長和知識的工程師不應(yīng)承擔(dān)使用這里這些導(dǎo)則的工程項(xiàng)目，不論是作為設(shè)計(jì)責(zé)任工程師，還是作為審查組專家。1.5 基本條件這里所給出的建議是由太平洋地震工程研究中心（PEER）的“高層建筑推進(jìn)計(jì)劃”組織在一起的地震工程、結(jié)構(gòu)工程和巖土工程研究人員和專業(yè)人士提出的。太平洋地震工程研究中心是一個多學(xué)科的研究和教育中心，其總部設(shè)在加利福尼亞大學(xué)伯克利分校內(nèi)。自1997年起，太平洋地震工程研究中心就開始從事工程研究以支持基于性態(tài)的地震工程的發(fā)展，其中的資助來自國家科學(xué)基金、加利福

23、尼亞州政府、有關(guān)城市以及私人企業(yè)。在太平洋地震工程研究中心，20余所大學(xué)的訪問學(xué)者和多個咨詢公司一起完成了與地震相關(guān)的巖土工程危險性評價、巖土工程和結(jié)構(gòu)工程、風(fēng)險管理、公眾政策等領(lǐng)域的研究工作?！案邔咏ㄖ七M(jìn)計(jì)劃”包括的研究工作有：城市聚居區(qū)高層建筑的適宜性態(tài)特征、影響高層建筑性態(tài)的地面運(yùn)動特征、高層建筑的適宜模型化方法和分析方法以及施工中的抗震方法研究。“高層建筑推進(jìn)計(jì)劃”也從用基于性態(tài)的地震工程原理所完成的高層建筑抗震設(shè)計(jì)所獲得的經(jīng)驗(yàn)中受益。這里的導(dǎo)則是在Charles Pankow基金會批準(zhǔn)提供的資助下提出的。1.6 應(yīng)用限制這里給出的導(dǎo)則，其用意是在現(xiàn)有知識狀態(tài)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究、分析研

24、究成果以及在高層建筑設(shè)計(jì)及抗震性能方面有足夠知識的個人所作的工程判斷的基礎(chǔ)上為高層建筑的抗震設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。若能正確實(shí)施，則這里的導(dǎo)則應(yīng)能讓設(shè)計(jì)出的高層建筑有能力具備與按現(xiàn)行規(guī)范條款所作的設(shè)計(jì)達(dá)到的抗震性態(tài)相當(dāng)?shù)幕蚋玫目拐鹦阅堋５卣鸸こ淌且粋€快速發(fā)展的領(lǐng)域，今后獲得的知識很可能會提出對這里所給出的某些建議進(jìn)行修改。實(shí)施這里給出的建議的單個工程師或建筑業(yè)行政管理部門都必須在判斷這里的導(dǎo)則對相應(yīng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的適用程度中來鍛煉他們自己的獨(dú)立判斷能力。太平洋地震工程研究中心、加利福尼亞大學(xué)、Charles Pankow基金會以及為本文件作了貢獻(xiàn)的各位人士和他們聘用的人員都不會對這里的導(dǎo)則用于單個建筑工

25、程項(xiàng)目的適宜性提供保證，不論是以表達(dá)出的方式還是以隱含的方式。2 設(shè)計(jì)性態(tài)目標(biāo)2.1 最低性態(tài)目標(biāo)按照這里的導(dǎo)則設(shè)計(jì)的建筑物，其用意是具有與按完全符合2006年版國際建筑規(guī)范（IBC 2006）的要求設(shè)計(jì)的類似建筑物相當(dāng)?shù)目拐鹦詰B(tài)能力。如在FEMA 450“NEHRP建筑物和其它結(jié)構(gòu)抗震調(diào)節(jié)建議條款”的條文說明中所指出的，建筑規(guī)范想給符合ASCE 7-05規(guī)范中占住類別的建筑物提供以下性態(tài)能力：1、以整體或局部倒塌的低概率抵抗ASCE 7-05規(guī)范定義的“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動；2、通過意在保證非結(jié)構(gòu)部件和體系與結(jié)構(gòu)良好錨固和牢固連接和保證建筑物的層間位移保持在不發(fā)生過度危險性范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)

26、措施，使建筑物不產(chǎn)生對個體生命的明顯危脅來抵抗強(qiáng)烈程度相當(dāng)于“最大考慮地震”水準(zhǔn)地震動2/3的“設(shè)計(jì)地震”地震動。3、僅以有限的損傷抵抗更常遇的、中等偏低強(qiáng)烈程度的地震動。這里給出的導(dǎo)則試圖通過下列要求提供使這些目標(biāo)得到滿足的保證：1、用能力設(shè)計(jì)原理完成結(jié)構(gòu)的截面選擇和結(jié)構(gòu)構(gòu)形。其中將識別出有可能經(jīng)歷非彈性應(yīng)變的結(jié)構(gòu)部分，并將這些部分通過構(gòu)造措施做成有能力經(jīng)受住預(yù)計(jì)的需求，而損傷仍在可接受水準(zhǔn)之內(nèi)；而結(jié)構(gòu)其它部分的截面則選擇成有足夠的強(qiáng)度來避免明顯的非彈性效應(yīng)。2、在平均重現(xiàn)期為25年的“使用水準(zhǔn)”地震動下，應(yīng)證實(shí)結(jié)構(gòu)有能力作出從根本上說是彈性的反應(yīng)。在使用水準(zhǔn)地震動下，反應(yīng)中的損傷可能包括在

27、有限數(shù)量的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中混凝土的中度開裂和鋼材的屈服。使用水準(zhǔn)地震動的反應(yīng)中形成的損傷應(yīng)不致連累結(jié)構(gòu)經(jīng)受住“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動的能力，也不應(yīng)導(dǎo)致建筑物因出現(xiàn)不安全狀態(tài)而要求在繼續(xù)使用前進(jìn)行修復(fù)，但可能需要某些修補(bǔ)以恢復(fù)外觀、防止雨水滲漏以及抗火和防銹。3、證實(shí)結(jié)構(gòu)將以下列方式在“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動下作出反應(yīng)：未損失抵抗豎向荷載的能力；在重要的抗側(cè)向力件中未出現(xiàn)能使強(qiáng)度嚴(yán)重退化或使其此后的反應(yīng)變得不可預(yù)測的非彈性應(yīng)變；未經(jīng)歷過大的永久性側(cè)向?qū)娱g位移，也未使整個結(jié)構(gòu)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)。4、通過構(gòu)造措施使結(jié)構(gòu)中所有的構(gòu)件都能適應(yīng)抗地震力體系在“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動下的預(yù)計(jì)變形。5、所有

28、的非結(jié)構(gòu)部件都應(yīng)按建筑規(guī)范的要求錨固住或拉結(jié)??；或者，另一種做法是，在“設(shè)計(jì)地震”水準(zhǔn)的地震動下，對保護(hù)生命安全具有根本性意義的構(gòu)件要預(yù)計(jì)能保持其功能；而其它構(gòu)件則預(yù)計(jì)能保持在原位而不會引起破壞危險。2.2 提高了的目標(biāo)有可能更可意的是把一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成能達(dá)到比前一節(jié)所述更好的性能。這里的導(dǎo)則中沒有任何內(nèi)容應(yīng)解釋成阻止這種設(shè)計(jì)，但是，在這些工程項(xiàng)目的“工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”中應(yīng)以可見的方式既給出可意的性態(tài)，又給出當(dāng)所要求的性態(tài)能力不同于第2.1節(jié)所表示的性態(tài)能力時，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)用來達(dá)到這種性態(tài)能力的手段?？梢钥紤]用來獲得更好性態(tài)的一些手段包括：1、對于“使用水準(zhǔn)”地震動，或者“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地

29、震動，或者對于兩者，選用更低的超越概率。例如，對于符合占住類別和的結(jié)構(gòu)，可以用ASCE 7-05規(guī)范中為這些占住類別規(guī)定的“占住重要性系數(shù)”來提高地震動的強(qiáng)度。2、選擇更嚴(yán)格的可接受準(zhǔn)則，預(yù)計(jì)會包括對側(cè)向?qū)娱g位移的更嚴(yán)格限制和（或）使用減小了的構(gòu)件可接受循環(huán)應(yīng)變。3、把非結(jié)構(gòu)部件及體系的連接設(shè)計(jì)成能經(jīng)受住比建筑規(guī)范要求的更強(qiáng)的地震動。4、以按受到限制的殘余位移進(jìn)行設(shè)計(jì)作為保證結(jié)構(gòu)在地震地面晃動后能夠修復(fù)的手段。5、把耐損傷結(jié)構(gòu)構(gòu)件用到設(shè)計(jì)中來。這些構(gòu)件能經(jīng)受住循環(huán)非彈性變形而不出現(xiàn)退化或永久性變形。6、把反應(yīng)調(diào)節(jié)裝置用到設(shè)計(jì)中來。這些裝置包括隔震體系、耗能體系、被動和主動控制體系。3 設(shè)計(jì)過程

30、綜述3.1 引言本節(jié)給出對所建議的設(shè)計(jì)過程的綜述，并指明本文件中的各個章、節(jié)將分別為設(shè)計(jì)過程中的哪一個步驟提供建議。3.2 確定設(shè)計(jì)方法在按這里的導(dǎo)則進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)弄清楚，建筑業(yè)行政管理部門是否將為這一方法的應(yīng)用承擔(dān)責(zé)任，工作團(tuán)隊(duì)是否清楚并接受與使用這里的另一種手段進(jìn)行設(shè)計(jì)相伴的風(fēng)險，工程師是否具有相應(yīng)的知識和儲備，施工質(zhì)量是否足以保證設(shè)計(jì)能夠正確實(shí)施。第1.3節(jié)已對這些問題作了進(jìn)一步討論。3.3 建立性態(tài)目標(biāo)第2.1節(jié)描述了按這里的方法設(shè)計(jì)的建筑物的目標(biāo)性態(tài)能力。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)與工作團(tuán)隊(duì)和有決策權(quán)的行政管理機(jī)構(gòu)討論這些性態(tài)控制準(zhǔn)則，并落實(shí)這些準(zhǔn)則將成為設(shè)計(jì)的可接受依據(jù)。若另外的性態(tài)

31、目標(biāo)更為可意，則這里的導(dǎo)則就必須改動，以便達(dá)到這些目標(biāo)。第2.2節(jié)對實(shí)現(xiàn)這些另類目標(biāo)的一些途徑作了討論。3.4 地震輸入這里的方法要求確定兩個水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)地面運(yùn)動：一個“使用水準(zhǔn)”的地面運(yùn)動和一個“最大考慮地震”地面運(yùn)動。使用水準(zhǔn)地面運(yùn)動由2.5%阻尼的25年平均重現(xiàn)期的彈性加速度反應(yīng)譜來體現(xiàn)?！白畲罂紤]地震”地面運(yùn)動則由5%阻尼的符合ASCE 7-05規(guī)范要求的彈性加速度反應(yīng)譜和一批經(jīng)過適當(dāng)選擇和標(biāo)定，從而與這一反應(yīng)譜相協(xié)調(diào)的地震地面運(yùn)動加速度記錄來體現(xiàn)。第5章將對地面運(yùn)動的表達(dá)和記錄的選擇與標(biāo)定提供指導(dǎo)。3.5 概念設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)的這個步驟中，工程師必須選擇結(jié)構(gòu)體系和材料、各構(gòu)件的近似尺寸，以及

32、預(yù)期的主要非彈性性能機(jī)構(gòu)。通常會使用能力設(shè)計(jì)原理來確定目標(biāo)非彈性機(jī)構(gòu)。第6章將給出提出概念設(shè)計(jì)時可能有用的信息。3.6 設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)的注冊結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)提出一份正式的“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則文件”（design criteria document），該文件應(yīng)對結(jié)構(gòu)體系和工程用材料、預(yù)期的非彈性反應(yīng)機(jī)構(gòu)及性能、設(shè)計(jì)性態(tài)目標(biāo)以及要采取的用來證實(shí)具有可接受性態(tài)能力的專用設(shè)計(jì)及分析措施進(jìn)行描述。這一“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則文件”應(yīng)在開始實(shí)質(zhì)性的設(shè)計(jì)工作之前提交給有決策權(quán)的行政管理機(jī)構(gòu)和任何第三方評審專家并得到其批準(zhǔn)。第4章給出了針對工程項(xiàng)目專用的設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則的輪廓。3.7 預(yù)設(shè)計(jì)這里的導(dǎo)則建議使用結(jié)構(gòu)動力分析

33、來證實(shí)建筑物設(shè)計(jì)有能力符合預(yù)期的性態(tài)目標(biāo)。為了完成有實(shí)際意義的分析，工程師必須把建筑物的設(shè)計(jì)做到足夠的細(xì)致程度，以便能確定出剛度、強(qiáng)度和質(zhì)量的分布以及在強(qiáng)地面運(yùn)動反應(yīng)中要經(jīng)歷非彈性應(yīng)變的構(gòu)件的滯回特征。第6章給出了有助于工程師提出預(yù)設(shè)計(jì)的有關(guān)信息。3.8 使用水準(zhǔn)評價使用水準(zhǔn)評價意在證實(shí)建筑物有能力承受住相對較頻發(fā)的中等強(qiáng)烈程度的地震動而只有有限的損傷。第2.1節(jié)描述了這方面的性能期待。第7章給出了進(jìn)行使用水準(zhǔn)評價和證實(shí)在這種水準(zhǔn)的地震動下具有可接受性態(tài)能力的細(xì)化導(dǎo)則。3.9 最大考慮反應(yīng)評價使用非線性動力分析來證實(shí)建筑物在遭受“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動時具有可接受的反應(yīng)特征。第8章給出了進(jìn)

34、行這種評價的導(dǎo)則以及在證實(shí)具有可接受性態(tài)能力時可用的可接受準(zhǔn)則。3.10 最終設(shè)計(jì)高層建筑的最終設(shè)計(jì)用施工文件（圖紙）的形式表達(dá)，包括大樣圖及技術(shù)說明。這一文件是在生成了大量數(shù)據(jù)的大規(guī)模計(jì)算和分析的支持下完成的。第9章給出了有關(guān)用便于建筑行政管理部門和第三方審查人審查的方式組織和匯集這些數(shù)據(jù)方面的導(dǎo)則。3.11 評審專家組的審查這里建議的方法需要復(fù)雜的、符合當(dāng)前實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)先進(jìn)程度的技術(shù)以及專家工程判斷的應(yīng)用，因此建議要作獨(dú)立的第三方專家審查。審查內(nèi)容應(yīng)包括設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則、地震危險性分析、地面運(yùn)動記錄的選擇和標(biāo)定、結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)、布置及構(gòu)造、模型化、對結(jié)果的分析和解釋。第10章給出了與這種審查有關(guān)的

35、導(dǎo)則。4 設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則文件4.1 概述責(zé)任注冊結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)準(zhǔn)備一份正式的“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”，以便將意想的結(jié)構(gòu)體系、性態(tài)目標(biāo)、任何偏離建筑規(guī)范控制準(zhǔn)則的情況以及專用的荷載、分析、設(shè)計(jì)方法和在設(shè)計(jì)中使用的可接受準(zhǔn)則寫入文件。責(zé)任注冊結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)實(shí)際可能盡早準(zhǔn)備好一份工程項(xiàng)目“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”的初稿，并在設(shè)計(jì)逐步深化和建筑物的特征及性態(tài)的細(xì)節(jié)能更好理解的過程中對這一文件進(jìn)行更新和修正?！霸O(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”應(yīng)包括對設(shè)計(jì)各項(xiàng)整體目標(biāo)的匯總，并在工程項(xiàng)目關(guān)鍵步驟完成后逐次進(jìn)行更新。在設(shè)計(jì)工作結(jié)束時，“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”應(yīng)提供對最終的設(shè)計(jì)和用來證實(shí)其性態(tài)能力的方法的準(zhǔn)確匯總。說明：通過一份認(rèn)真準(zhǔn)備的“設(shè)

36、計(jì)控制準(zhǔn)則”文件來清楚、扼要地傳達(dá)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意圖，對于包括在其設(shè)計(jì)、審查和施工環(huán)節(jié)中的所有的人來說都是有益的。在結(jié)構(gòu)工程師事務(wù)所內(nèi)，參與設(shè)計(jì)的人員會從推進(jìn)一項(xiàng)良好完成的設(shè)計(jì)的前后一致性和清楚的方向中受益。而要面對設(shè)計(jì)審查的建筑行政管理部門則將能獲得清楚的了解，即設(shè)計(jì)的意圖是如何符合或超過建筑規(guī)范隱含的預(yù)計(jì)性態(tài)的。承擔(dān)對設(shè)計(jì)進(jìn)行深入審查責(zé)任的審查專家組的專家也將從充分匯總了的設(shè)計(jì)目標(biāo)、分析方法和可接受性準(zhǔn)則中受益。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)把“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”早在提交建筑項(xiàng)目報批文件之前提交給審查專家組和建筑行政管理部門。說明：重要的是在決策過程中根據(jù)實(shí)際允許盡早就提出的設(shè)計(jì)方法取得共識，以避免因采用一種

37、設(shè)計(jì)方法但最終未獲批準(zhǔn)而浪費(fèi)不必需的設(shè)計(jì)工作量。一旦對設(shè)計(jì)方法達(dá)成了共識，就應(yīng)該能夠通過單純證實(shí)設(shè)計(jì)符合上述達(dá)成一致的控制準(zhǔn)則而獲得批準(zhǔn)。但要指出的是，在進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)的過程中，也可能會有必要對預(yù)期的設(shè)計(jì)方法、分析方法和（或）可接受準(zhǔn)則進(jìn)行修正?？赡苡斜匾鸩教岢鰩追N設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則方案，工程項(xiàng)目的所有參與方都應(yīng)預(yù)先對此有思想準(zhǔn)備。4.2 控制準(zhǔn)則內(nèi)容下面這一節(jié)給出了典型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則的建議內(nèi)容以及其中通常應(yīng)包括的信息類型。、建筑物的描述及位置說明：本節(jié)的目的是提供對所設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目的基本了解和提供一個能把其它各節(jié)給出的專用設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則匯集到一起的總框架。a、一般說明提供對整個建筑物的簡短描述

38、，包括任何專門的或獨(dú)有的特征及占住情況（用途）。這一描述應(yīng)包括場地特征、其地理?xiàng)l件以及地面以下的場地條件。b、抗地震力體系和抗風(fēng)力體系的描述提供抗地震力體系和抗風(fēng)力體系的簡短描述。這里的討論應(yīng)包括對主導(dǎo)傳力途徑、預(yù)計(jì)的非彈性性能范圍以及任何用在設(shè)計(jì)中的反應(yīng)調(diào)節(jié)裝置（隔震基座、被動或主動阻尼）的描述。c、有代表性的圖紙?zhí)峁┳銐虻臉菍悠矫?、建筑物剖面和立面，以便表達(dá)建筑物的概貌。從圖紙中應(yīng)能清楚識別出主導(dǎo)抗側(cè)向力體系的輪廓性布置。說明：圖紙或示意草圖應(yīng)含有足夠多的大樣以展示出結(jié)構(gòu)體系。、規(guī)范及參考文獻(xiàn) a、起控制作用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及其它參考文獻(xiàn)提供起控制作用的建筑規(guī)范，包括地區(qū)性修正規(guī)定，以及作為設(shè)

39、計(jì)依據(jù)的任何標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則和參考文獻(xiàn)的清單。b、建筑規(guī)范條款的例外情況提供設(shè)計(jì)中所有的需要采取的針對規(guī)范條款的例外情況及偏差情況的清單，并附有對采取這些例外做法的理由的說明。說明：大多數(shù)按這里給出的導(dǎo)則設(shè)計(jì)的建筑物通常都會符合適用的建筑規(guī)范的設(shè)計(jì)及施工要求，只是出現(xiàn)了有限數(shù)量的例外情況或使用了有限數(shù)量的另外的控制準(zhǔn)則。因?yàn)榻ㄖ?guī)范的所有傳統(tǒng)要求都有足夠的理由設(shè)想成對建筑物的性能是重要的，結(jié)構(gòu)工程師就應(yīng)該說明在特定的設(shè)計(jì)中為什么不符合這些傳統(tǒng)的控制準(zhǔn)則而設(shè)計(jì)又是可以接受的。所提供的理由可能應(yīng)包括通過一種或多種途徑確認(rèn)相應(yīng)的規(guī)范要求不適合于特定的建筑物，或者確認(rèn)將通過其它手法保證具有可接受的性能。、性

40、態(tài)目標(biāo)提供一份整個建筑物及其結(jié)構(gòu)性部件和非結(jié)構(gòu)性部件預(yù)期性態(tài)目標(biāo)的清單。這些目標(biāo)應(yīng)涉及“使用水準(zhǔn)”和“最大考慮水準(zhǔn)”這兩個地震危險性水準(zhǔn)下的性態(tài)。有可能涉及的一些部件如下：整個建筑的性態(tài)結(jié)構(gòu)性部件的性態(tài)： 墻 柱 梁 斜撐 樓板 起膈板效應(yīng)的樓蓋及屋蓋 基礎(chǔ) 阻尼裝置非結(jié)構(gòu)性部件的性態(tài)： 維護(hù)結(jié)構(gòu) 隔墻體系 電梯 出口外樓梯說明：建議做出以表格形式匯集的建筑物中每一種重要部件在“使用水準(zhǔn)”和“最大考慮地震”地面運(yùn)動下的性態(tài)目標(biāo)。包括對預(yù)期的抗地震力構(gòu)件和只承擔(dān)重力荷載構(gòu)件的討論。、重力荷載控制準(zhǔn)則提供對重力荷載控制準(zhǔn)則的描述，其中包括關(guān)鍵結(jié)構(gòu)性部件和非結(jié)構(gòu)性部件的容許值，以及作用于建筑物不同部

41、位的活荷載。對于使用的任何活荷載折減系數(shù)以及任何專用荷載，包括車輛及專用設(shè)備的荷載作出規(guī)定。、地震危險性提供在設(shè)計(jì)中考慮的地震需求的簡單匯總，其中包括“使用水準(zhǔn)”和“最大考慮地震”這兩個水準(zhǔn)的地震動事件。最好要在一份由地震地面運(yùn)動專家準(zhǔn)備的單獨(dú)報告中更深入地說明場地特征以及場地專用地震需求的定義。這一節(jié)的目的是簡要匯總與將會影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的地震危險性有關(guān)的重要細(xì)節(jié)問題。這一節(jié)應(yīng)至少包括：l 按建筑規(guī)范識別出場地類別；l 識別出除去地面運(yùn)動以外的可能的地震危險性，包括砂土液化、滑體、側(cè)擴(kuò)或淹沒；l 指明重現(xiàn)期、年超越概率和用來定義“使用水準(zhǔn)”事件和“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動事件的各個確定性事件或

42、特征事件；l 給出“使用水準(zhǔn)”事件和“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動事件的彈性加速度反應(yīng)譜；l 定義在非線性動力分析中要使用的加速度時程，其中包括對所使用的標(biāo)定方法以及各個場地專用地震事件及其震級、所用的記錄及其到場地的距離的討論。若需要完成的是幅值標(biāo)定，則需識別所用的標(biāo)定系數(shù)，提供能展示單條標(biāo)定后的記錄以及各條記錄的平均值與目標(biāo)設(shè)計(jì)譜相比的差異程度的曲線圖。若使用譜匹配法，則應(yīng)對用來完成這一匹配的方法進(jìn)行確認(rèn)。還應(yīng)把詳細(xì)的地震危險性分析報告作為附件列入。說明：重要的是要使分析中要用的反應(yīng)譜和相應(yīng)的各條地面運(yùn)動在分析工作之前得到審查專家組的審查和批準(zhǔn)。、風(fēng)需求提供設(shè)計(jì)中考慮的風(fēng)需求的簡單匯總，其中

43、包括：l 強(qiáng)度考慮中使用的設(shè)計(jì)風(fēng)速和重現(xiàn)期（或年超越概率）；l 使用水準(zhǔn)考慮中使用的設(shè)計(jì)風(fēng)速和重現(xiàn)期（或年超越概率）；l 場地暴露特征；l 所用的確定風(fēng)荷載的方法（分析或試驗(yàn)）。若完成風(fēng)洞試驗(yàn)，則應(yīng)以附件方式包括詳細(xì)的風(fēng)洞試驗(yàn)報告。說明：即使是在地震風(fēng)險非常高的地區(qū)，風(fēng)需求也非常可能超過使用水準(zhǔn)事件的地震需求。除此之外，當(dāng)定義結(jié)構(gòu)體系的下限強(qiáng)度時，風(fēng)所引起的傾覆力矩有可能超過地震傾覆力矩。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡早對風(fēng)效應(yīng)進(jìn)行估算。、荷載組合提供所有的將要用到的設(shè)計(jì)荷載組合的匯總，并指明這些荷載組合適用的特定構(gòu)件。參見第7章和第8章對荷載組合的進(jìn)一步指導(dǎo)性建議。說明：很可能要對不同的構(gòu)件使用一系列不同

44、的荷載組合。例如，對基礎(chǔ)通常用“容許應(yīng)力荷載組合”進(jìn)行估算就已經(jīng)足夠。而對鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土構(gòu)件的恒載、活荷載、風(fēng)需求和地震需求，通常將使用“荷載系數(shù)及抗力系數(shù)組合”。對于預(yù)計(jì)會展示非彈性性能的構(gòu)件與預(yù)計(jì)保持彈性的構(gòu)件，可能會各使用不同的荷載組合?！笆褂盟疁?zhǔn)”的荷載組合可能不同于用于“最大考慮地震”反應(yīng)的荷載組合。在不同的受荷情況下，對樓蓋活荷載的處理方式也可能不同。重要的是識別清楚所給出的每種荷載組合的特定適用條件。、材料提供一份在圖紙中要規(guī)定的材料性能的清單以及用于設(shè)計(jì)評價的有關(guān)材料超強(qiáng)強(qiáng)度或下限強(qiáng)度的任何假定。說明：在提出結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型時將用到預(yù)期的材料超強(qiáng)強(qiáng)度，目的是盡可能接近實(shí)際地對預(yù)

45、期性態(tài)進(jìn)行特征化。這種同樣的材料超強(qiáng)強(qiáng)度還可能用在實(shí)施能力設(shè)計(jì)原理和（或）對良性失效模式構(gòu)件的需求-能力比進(jìn)行估算上。下限強(qiáng)度則很可能用在具有脆性失效模式或能夠?qū)е聻?zāi)難性后果的失效模式的構(gòu)件的需求-能力比的估算上。、分析 a、方法提供將要用到的每一種方法（線性靜力、線性動力、非線性靜力、非線性反應(yīng)時程分析）及其預(yù)期的適用場合和目的的匯總。b、分析及設(shè)計(jì)軟件提供要用到的不同的分析和設(shè)計(jì)工具（軟件），包括軟件的專用版本。c、模型化方法及假定提供各種模型化方法和用在每一項(xiàng)評價中的關(guān)鍵假定的匯總。關(guān)鍵假定包括： 材料特性 截面特性的定義 節(jié)點(diǎn)剛度假定 阻尼假定 部件模型及滯回性能 邊界條件說明：很多設(shè)

46、計(jì)都將在“使用水準(zhǔn)”和“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動下的評價中使用不同的模型和分析方法。有些設(shè)計(jì)還可能要進(jìn)行在建筑規(guī)范判明的“設(shè)計(jì)地震”水準(zhǔn)的地震動下的構(gòu)件評價。在設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則文件中應(yīng)分別和完整地描述每種分析方法所使用的模型化方法和假定。、可接受準(zhǔn)則提供用來證實(shí)設(shè)計(jì)符合或超過針對“使用水準(zhǔn)”和“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動的性態(tài)目標(biāo)的所有的可接受準(zhǔn)則的匯總，具體包括經(jīng)細(xì)化后的針對以下控制值的可接受準(zhǔn)則：強(qiáng)度計(jì)算需求-能力比層間位移界限變形界限應(yīng)變界限對于由一批非線性動力分析獲得的需求而言，所給出的是由這一批分析結(jié)果得到的統(tǒng)計(jì)量。這些統(tǒng)計(jì)量將用于針對可接受準(zhǔn)則的性態(tài)評價。對這一問題給出的進(jìn)一步的指導(dǎo)

47、性建議見第8章。當(dāng)使用應(yīng)變界限作為可接受準(zhǔn)則時，應(yīng)專門敘述如何從分析中導(dǎo)出預(yù)計(jì)的應(yīng)變。此外，還應(yīng)匯集表示符合所規(guī)定的可接受準(zhǔn)則的標(biāo)識性構(gòu)造，例如包括：混凝土約束構(gòu)造板與柱連接區(qū)的構(gòu)造板與墻連接區(qū)的構(gòu)造框架接頭區(qū)構(gòu)造斜撐連接區(qū)構(gòu)造膈板內(nèi)匯集傳力構(gòu)件（collector）及拉-壓桿（drag-strut）的構(gòu)造阻尼裝置的構(gòu)造說明：可接受準(zhǔn)則是指從分析中獲得的各種反應(yīng)量的可接受值。這有可能包括構(gòu)件強(qiáng)度需求的各種界限值、構(gòu)件非彈性變形需求的界限值以及總體性參數(shù)，例如層間位移的界限值。若用一批地面運(yùn)動完成了非線性動力分析，就將對這些反應(yīng)量中的每個量都得到一批需求值。而且還常會遇到單個反應(yīng)量的變異系數(shù)變動

48、范圍大到50%的情況。如果說針對與預(yù)計(jì)具有相對良性后果的失效模式相對應(yīng)的反應(yīng)量，比較適宜的可能是使用均值需求，則對于可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果的性能模式，適宜的可能是使用對需求的更偏保守的估計(jì)值。在第5章中會提供從一批地面運(yùn)動獲得的在反應(yīng)量中內(nèi)含的變異性的進(jìn)一步討論，而在第7章和第8章中則對不同類型的構(gòu)件建議了與它們的一些性能模式相聯(lián)系的可接受準(zhǔn)則。、支持使用新型部件、新分析模型和新軟件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)若設(shè)計(jì)中含有新提出的部件、材料、模型化技術(shù)或軟件，則在“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”中應(yīng)包括有證實(shí)其適用性的支持性資料。若以實(shí)驗(yàn)室研究成果作為證實(shí)一項(xiàng)新進(jìn)展的標(biāo)志性依據(jù)，則當(dāng)研究結(jié)果已向公眾公布時，即可以用已經(jīng)公開發(fā)表的研

49、究文件作為參考文獻(xiàn)；若相應(yīng)信息尚無公開發(fā)表的文獻(xiàn)可用，則應(yīng)在“設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則”中把試驗(yàn)報告的復(fù)印件列為附件。、附件如果合適，則應(yīng)在附件中包括下列材料：A巖土工程報告B專門針對建筑物所在場地的地震危險性分析報告C風(fēng)洞試驗(yàn)報告D與中提到的問題有關(guān)的研究報告5 地震輸入5.1 概述使用這里的導(dǎo)則的高層建筑抗震設(shè)計(jì)要求把地面運(yùn)動按以下兩個地震動水準(zhǔn)進(jìn)行特征化，即“使用水準(zhǔn)”地震動和“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動。本節(jié)則為這種總的特征化方法提供指導(dǎo)性建議。該方法包括：（1）完成概率地震危險性分析或定值地震危險性分析來定義上述每個地震動水準(zhǔn)的加速度反應(yīng)譜；（2）在需要時考慮局部地區(qū)場地效應(yīng)對該反應(yīng)譜進(jìn)行調(diào)整；

50、（3）選擇和調(diào)整適用的加速度時程以用于“最大考慮地震”水準(zhǔn)的反應(yīng)時程分析。本節(jié)還為合適地考慮土-基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)的交互作用效應(yīng)提供指導(dǎo)性建議。土-基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)的交互作用能顯著影響一個結(jié)構(gòu)對地震動的反應(yīng)方式。合適地考慮土-基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)的交互作用能夠：（1）影響地震振動輸入給結(jié)構(gòu)的假定位置；（2）證明對輸入的振動幅值作為運(yùn)動學(xué)效應(yīng)的結(jié)果所作的折減是有道理的；（3）對地下樓層，其中包括地基彈簧、基礎(chǔ)構(gòu)件和基礎(chǔ)墻（basement walls，指地下室周邊兼起擋墻作用的混凝土墻）的模型化起支配作用。5.2 地震危險性分析使用地震危險性分析（seismic hazard analysis）來確定“使用水準(zhǔn)”和“最

51、大考慮地震”水準(zhǔn)地震動的加速度反應(yīng)譜縱坐標(biāo)的合適幅值?？梢允褂玫挠袃深惖卣鹞ｋU性分析。通常應(yīng)使用概率地震危險性分析來確定“使用水準(zhǔn)”和“最大考慮地震”水準(zhǔn)地震的反應(yīng)譜縱坐標(biāo)。對于其位置距已知的會發(fā)生震級超過M6的地震的一條或幾條活動斷裂不大于10km的場地，還需要對“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動使用定值地震危險性分析。至于是用概率地震危險性分析的結(jié)果，還是用定值地震危險性分析的結(jié)果來定義“最大考慮地震”水準(zhǔn)地震動下的設(shè)計(jì)譜，則請參見ASCE 7-05規(guī)范第21章的要求。 概率地震危險性分析用當(dāng)今描述地區(qū)性震源的適宜模型和地面運(yùn)動預(yù)測方程即衰減規(guī)律譯注對“使用水準(zhǔn)”（25年重現(xiàn)期）和“最大考慮地震

52、”水準(zhǔn)的地震動（2475年重現(xiàn)期，50年超越概率2%）完成概率地震危險性分析。保證這些領(lǐng)域的近期進(jìn)展和模型的使用能在規(guī)范使用的概率地震危險性分析中合理實(shí)現(xiàn)。概率地震危險性分析的機(jī)理在多處文獻(xiàn)中（例如Stewart等人2001，Mac Guire 2004）均有描述，本節(jié)假定使用者已從根本上熟悉這一方法。在概率地震危險性分析中通過包含幾種加權(quán)的供選方案來考慮認(rèn)識上的（模型化方面的）不確定性，其中包括在輸入源和地面運(yùn)動預(yù)測模型上的不確定性，以及在從屬的參數(shù)值中的不確定性。需要報告概率地震危險性分析的下列結(jié)果：（1）在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)周期，包括0.2秒、1.0秒、2.0秒和結(jié)構(gòu)基本周期處的平均地面運(yùn)動危險性

53、曲線；（2）對應(yīng)于“使用水準(zhǔn)”（重現(xiàn)期25年）和“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動的一致風(fēng)險反應(yīng)譜；（3）針對每個危險性水準(zhǔn)，在各個關(guān)鍵結(jié)構(gòu)周期處對地面運(yùn)動危險性所作的百分比貢獻(xiàn)。這些貢獻(xiàn)是震源、震級以及場地到震源的距離的函數(shù)，其輸出即為熟知的地震危險性的解聚處理（deaggregation）。一致風(fēng)險反應(yīng)譜要在一個擴(kuò)展到超過建筑物基本振型周期足夠程度的周期范圍內(nèi)計(jì)算，以便能捕捉到在“最大考慮地震”水準(zhǔn)的地震動下作出反應(yīng)的建筑物的有效周期。說明：圖5.1上面二圖表示兩個周期不同的單自由度體系的地面運(yùn)動危險性曲線。地面運(yùn)動則根據(jù)所選概率，例如50年超越概率為10%（或2%）從危險性曲線中讀出。一條一致

54、風(fēng)險反應(yīng)譜就是依據(jù)多條這樣的危險性曲線作出的。圖5.1中下面一個圖就是這樣一條反應(yīng)譜的示例。正像一條地震危險性曲線一樣，一條一致風(fēng)險反應(yīng)譜（UHS）中包含了很多震源的貢獻(xiàn)，故沒有哪一次地震可能產(chǎn)生一條與所有的單自由度體系周期的一致風(fēng)險反應(yīng)譜相一致的反應(yīng)譜。如第5.4節(jié)將要進(jìn)一步描述的，這種經(jīng)解聚處理（deaggregation）獲得的信息是選擇加速度時程時的一個重要考慮方面。圖5.1 從不同周期的危險性曲線推導(dǎo)一致風(fēng)險反應(yīng)譜美國任何一個地點(diǎn)的概率地震危險性分析結(jié)果都可以通過美國地質(zhì)勘察局（USGS）的地震危險性分析工具軟件（/research/

55、hazmaps/index.php）獲得。美國地質(zhì)勘察局（USGS）網(wǎng)站一直受到良好維護(hù)，并在震源模型和地面運(yùn)動預(yù)測方程方面緊跟最新進(jìn)展。若建筑規(guī)范或其它抗震規(guī)定提到地面運(yùn)動的“場地專用分析”（site-specific analysis），就是要求用一個專門針對這個場地的概率地震危險性分析來取代美國地質(zhì)勘察局（USGS）的場點(diǎn)網(wǎng)。場地專用概率地震危險性分析可以用多個購得到的商業(yè)規(guī)范軟件（如FRISKSP、EZ-FRISK、FRISK88M）之一和開放震源規(guī)范軟件Open SHA（Field等人，2003）來完成。說明：震源模型描述了震源位置、某個給定震源產(chǎn)生的震級范圍以及預(yù)計(jì)會發(fā)生的不同震級地震的時間間隔。在加利福尼亞，公用震源模型是由加利福尼亞地震概率工作組（Working Group on California Earthquake Probabilities）（Field，2007）提出的。在編寫本導(dǎo)則時，加利福尼亞最新的模型是該工作組2007年給出的。對于加利福尼亞州內(nèi)和州外地區(qū)，美國地質(zhì)勘察局（USGS）提供了震源模型的細(xì)節(jié)。正