[01646782]高层建筑基于位移和基于能量的抗震设计理论和方法研究

① 课题来源与背景国家基金重大项目的专题“超高层建筑基于位移的抗震设计”，国家基金项目“钢筋混凝土双功能带缝剪力墙的抗震性能”。传统的抗震设计方法难以预估不同强度地震作用下高层建筑的性能。② 研究目的与意义提出高层建筑基于位移和基于能量的抗震设计理论和方法，提高我国高层建筑抗震设计水平。本研究具有重要的理论意义和工程应用价值。③ 主要论点与论据1）弹塑性地震响应分析开发了纤维梁单元模型和分层壳单元模型，实现了高层建筑结构弹塑性地震响应分析；推导了病态方程的复合结构解法和单个自由度补偿解法，实现了钢筋混凝土框架具有下降段的全过程静力弹塑性分析；建立了能较好地反映了破坏过程的剪力墙的静力弹塑性分析模型。2）确定结构目标位移的方法建立了特征延性系数谱、弹塑性地震输入能量谱和累积滞回耗能谱，提出了能力－需求曲线方法，用于计算地震作用下结构的目标位移；建立了能量集中层的弹塑性位移与弹性位移关系式，计算结构最大弹塑性层间位移。3）确定结构的目标位移与构件变形之间的关系建立了剪力墙的变形与墙肢和连梁变形的关系；建立了框架节的变形与梁和柱变形的关系；建立了剪力墙的轴压比－位移延性关系；提出了结构构件弹塑性变形和累积滞回耗能分布的确定方法。4）构件抗震构造措施提出了约束混凝土应力－应变全曲线方程；提出了根据梁、柱和连梁的目标位移确定配箍特征值；提出了剪力墙的轴压比限值以及墙端约束边缘构件的最小长度和配箍特征值。④ 创见与创新研发了能较正确分析结构弹塑性地震响应的结构构件模型和计算软件；提出了结构目标位移确定方法和由目标位移确定构件弹塑性变形及其分布的方法；提出了钢筋混凝土梁、柱、连梁和剪力墙达到目标位移的抗震构造措施。⑤社会经济效益、存在的问题为新一代高层建筑结构基于性能抗震设计标准的编制提供了依据；部分成果已纳入《建筑抗震设计规范》。需研究抗地震倒塌设计。⑥历年获奖情况本项成果未报奖。