【摘要】:基于最佳屈服机制的性能设计方法采用预定的屈服机制和预期的目标侧移作为性能极限状态。根据能量相等原则,使结构达到目标侧移所需作的功应等于等效弹塑性单自由度体系达到相同状态所需要的能量,据此计算给定地震水准下的设计基底剪力。式中,Sv为谱速度;Sa为谱加速度;T为基本自振周期;M为体系的总质量;γ为能量修正系数,可按式确定。
基于最佳屈服机制的性能设计方法采用预定的屈服机制和预期的目标侧移作为性能极限状态(图7.5a)。根据能量相等原则,使结构达到目标侧移所需作的功应等于等效弹塑性单自由度体系达到相同状态所需要的能量(图7.5b),据此计算给定地震水准下的设计基底剪力。
在能量方程(7-11)中,对于给定的地震水准(Sa已知),地震输入能量可写为:
式中,Sv为谱速度;Sa为谱加速度;T为基本自振周期;M为体系的总质量;γ为能量修正系数,可按式(7-14)确定。
弹性能量Ee可由下式确定:
式中,G为结构的总重力荷载代表值;g为重力加速度;Vy为基底屈服剪力。
塑性能量Ep等于结构中塑性铰耗散的能量,如图7.5(a)所示。对于选定的屈服机制,该能量为:
式中,λi为楼层侧向力分布系数;Hi为第i层计算高度;θp为塑性侧移角。
图7.5 基于屈服机制的塑性设计
将式(7-17)、(7-18)和(7-19)代入式(7-11),并取M=G/g,则得
或
由式(7-21)可得到设计基底剪力系数Vy/G:
式中,β为无量纲参数,由下式确定:
且
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