四水准设防下摇摆框架基于性能的抗震设计方法

阎石; 付江监

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20231212002

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四水准设防下摇摆框架基于性能的抗震设计方法

论文 | 更新时间：2025-07-07

- 四水准设防下摇摆框架基于性能的抗震设计方法
- Performance‑based Seismic Design Method for Rocking Frames under Four‑level Fortification
- 防灾减灾工程学报 2025年45卷第3期页码：522-531
- 作者机构：
  
  沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳 110168
- 作者简介：
  
  阎石（1962—），男，教授，博导，博士。主要从事地震韧性结构研究。E-mail: cesyan@sjzu.edu.cn
  付江监（1998—），男，硕士研究生。主要从事地震韧性结构研究。E-mail: fujiangjian0805@stu.sjzu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2018YFC0705602)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20231212002
  中图分类号： TU443
- 收稿：2023-12-12，
  
  修回：2024-03-04，
  
  纸质出版：2025-06-28
- 稿件说明：
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阎石,付江监.四水准设防下摇摆框架基于性能的抗震设计方法[J].防灾减灾工程学报,2025,45(03):522-531.

YAN Shi,FU Jiangjian.Performance‑based Seismic Design Method for Rocking Frames under Four‑level Fortification[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(03):522-531.
阎石,付江监.四水准设防下摇摆框架基于性能的抗震设计方法[J].防灾减灾工程学报,2025,45(03):522-531. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231212002.

YAN Shi,FU Jiangjian.Performance‑based Seismic Design Method for Rocking Frames under Four‑level Fortification[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(03):522-531. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231212002.

摘要

与传统框架结构相比，摇摆框架结构在地震作用下具有损伤小、残余变形小等优异的抗震韧性性能，体现出可恢复功能结构的典型特征。因此，需要匹配更高标准的抗震性能目标，并建立相应目标下的设计方法。首先，在传统建筑结构“三水准”抗震设防目标和可恢复功能结构“四水准”抗震设防目标的基础之上，完成符合摇摆框架结构基于性能的抗震设计的具体韧性性能水准的划分、目标的定义以及指标的量化。然后，在明确摇摆框架结构弹塑性地震响应基本规律与抗震韧性性能的基础之上，给出基于性能的抗震设计流程，并以一幢四层钢筋混凝土框架结构为例，展示四水准抗震设防目标下基于性能设计方法的工程算例。最后，选用6条天然地震波对其进行动力弹塑性时程分析，模拟建筑物遭遇罕遇地震时的结构响应。研究结果表明，摇摆框架结构在罕遇地震作用下，最大层间位移角满足设计要求的性能目标，并表现出损伤程度低、残余变形小、复位能力好等优异的抗震韧性性能特点。验证了摇摆钢筋混凝土框架结构在四水准抗震设防目标下性能化抗震设计方法的可行性。

Abstract

Compared with traditional frame structures

rocking frame (RF) structures demonstrate excellent seismic resilient performance

such as low damage and small residual deformation under earthquakes

exhibiting typical characteristics of resilient structures. Therefore

it is necessary to set seismic performance objectives of higher standards and establish corresponding design methods under these objectives. First

based on the "three-level" seismic fortification objectives for traditional building structures and the "four-level" seismic fortification objectives for resilient structures

the classification of specific resilient performance levels

definition of objectives

and quantification of indicators for performance-based seismic design of RF structures were established. Then

after clarifying the fundamental patterns of elastoplastic seismic response and seismic resilient performance of RF structures

the performance-based seismic design process was proposed. Taking a four-story reinforced concrete (RC) frame structure as an example

this study demonstrated a case study of the performance-based design method under the four-level seismic fortification objectives. Finally

six natural seismic waves were selected for dynamic elastoplastic time history analysis to simulate the structural response of buildings when encountering rare earthquakes. The results showed that under rare earthquakes

the RF structure's maximum inter-story drift angle met the performance objectives required by design

demonstrating excellent seismic resilient characteristics such as low damage

small residual deformation

and good recentering capability. The feasibility of the performance-based seismic design method for rocking RC frame structures under the four-level seismic fortification objectives was verified.

关键词

Keywords

references

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