1、第25卷第11期 Vol.25 No.112008年 11 月 Nov. 2008文章編號：1000-4750(2008)11-0141-08 工 程 力 學 ENGINEERING MECHANICS 141剪力墻結構基于性能抗震設計的目標層間位移確定方法*鄧明科，梁興文，辛 力(西安建筑科技大學土木工程學院，西安 710055)摘 要：結構層間變形的計算和性能水平的劃分，是基于性能的抗震設計中確定目標位移的關鍵問題之一。該文根據剪力墻結構的受力特點，將樓層位移分為有害位移和剛體位移，將層間位移分為名義層間位移和有害層間位移；分析了剪力墻結構的名義層間位移、有害層間位移及樓層轉角之間的關系，

2、給出有害層間位移的近似計算公式并進行誤差分析；對結構層間變形的計算方法進行改進，提出采用有害層間位移角作為剪力墻結構的性能指標，進行結構性能水平的劃分，并采用有害層間位移角和頂點位移角兩個參數來控制剪力墻結構的變形。最后，給出剪力墻結構目標層間位移的確定方法，以此確定其目標側移曲線，可進行直接基于位移的抗震設計。關鍵詞：剪力墻結構；基于性能的抗震設計；層間變形；有害層間位移角；性能指標中圖分類號：TU973+.31; TU973+.16; TU973+.11 文獻標識碼：ADETERMINATION OF TARGET STORY DRIFT FOR RC SHEAR WALLSTRUCTUR

3、E IN PERFORMANCE-BASED SEISMIC DESIGN*DENG Ming-ke, LIANG Xing-wen , XIN Li(School of Civil Engineering, Xian University of Architecture and Technology, Xian 710055, China)Abstract: The calculation of story drift and the specification of structural performance levels are major works to determine the

4、 target displacement in performance-based seismic design. Based on the characteristics of shear wall structures, the floor displacement is classified as destructive and nondestructive, and the story drift is classified as nominal and destructive considering the rigid body rotation of floor. The rela

5、tionships among nominal story drift, destructive story drift and floor rotation are investigated, and the practical formulas to calculate the destructive story drift are derived. Based on the displacement profiles of shear wall structures, an improved method for calculating the story drift is presen

6、ted. Next, the destructive story drift ratio is taken as the performance index of shear wall structures. Then, the performance levels of shear wall structure are quantified and the lateral deformation is controlled by two parameters: the destructive story drift ratio and the roof drift ratio. Finall

7、y, the determination method of target story drift of shear wall structures is presented, which can be used to estimate the target displacement profile in displacement-based seismic design.Key words: shear wall structure; performance-based seismic design; story deformation; destructive story drift;pe

8、rformance index目前，我國規范12關于鋼筋混凝土剪力墻結免建筑結構出現造成人員傷亡的方面具有一定的可靠性，但卻不能在強烈地震或中等地震作用下有構的抗震設計是基于承載力的設計，這種方法在避收稿日期：2007-06-04；修改日期：2008-03-24基金項目：國家自然科學基金項目(50678146)；高等學校博士學科點專項科研基金項目(20070703002)作者簡介：*鄧明科(1979)，男，四川南充人，講師，博士，從事高層建筑結構及抗震研究(E-mail: dengmingke)；142 工 程 力 學4效控制結構的破壞程度和地震造成的經濟損失3。計算一般由樓層位移差與層高之比

9、求得。這種計算結構層間變形的方法比較適合于結構側移為整體剪切變形的情況，對以彎曲變形為主的剪力墻結構將產生很大的誤差。因此，不宜直接采用規范給出的層間位移角作為剪力墻結構的性能指標，控制結構在不同水準地震作用下的性能。在基于性能的抗震設計中，結構層間變形限值是結構性能指標選取和性能水平劃分的依據。水平荷載作用下，高層建筑結構的層間變形包括剪切變形和彎曲變形。剪力墻結構的側移曲線為整體彎曲型，其層間變形以彎曲變形為主，下部樓層的剛體轉動位移將影響上部樓層的層間位移計算，如何在設計中扣除樓層剛體轉動位移的影響，選擇合理的性能參數作為剪力墻結構的性能指標，是剪力墻結構基于性能抗震設計中迫切需要解決的

10、一個問題。 1.1 樓層側移與結構變形水平荷載作用下結構的樓層側移，主要由以下三部分組成11：1) 樓層的整體剪切位移，也稱平動位移；2) 結構整體彎曲變形產生的側移，也稱轉動位移；3) 基礎轉動位移。其中，剪切位移由樓層剪力引起；轉動位移由水平荷載產生的傾覆力矩引起；基礎轉動位移是由地基變形引起的結構整體剛體轉動所產生的位移，對結構在豎向荷載作用下的重力二階效應影響較大，與結構在水平荷載作用下受力和變形無關，以下主要討論前兩種位移對結構變形的影響。水平荷載作用下，上部結構的整體傾覆力矩使結構產生整體彎曲變形，引起樓蓋的整體傾斜，使樓層構件產生剛體轉動。樓層剛體轉動引起的位移對結構層間構件的受

11、力和變形并不產生直接影響，故稱為無害位移或剛體位移。直接導致結構構件變形和破壞的是層間構件受力產生的剪切位移和彎曲轉動位移，稱為有害位移。對以整體剪切變形為主的結構(如框架結構)，其無害位移由豎向承重構件的軸向變形引起，當結構層數不多時，豎向構件的軸向變形較小，無害位移可以忽略不計，且有害位移中轉動位移所占的比重較小，故僅考慮剪切位移的影響。由此可見，在框架結構的側移計算中，平動位移占主導，忽略轉動位移對計算結果影響不大，可采用規范給出的層間位移角作為性能指標，控制框架結構的層間 變形。對以整體彎曲變形為主的結構(如剪力墻結20世紀90年代，針對基于力的抗震設計存在的問題，國內外學者提出基于性

12、能的抗震設計方法58根據基于性能的抗震設計思想，為了控制剪力墻結構在地震作用下的破壞程度，需要在設計中針對不同的地震設防水準，選擇合理的性能參數來劃分，使結構具有明確的性能水平3。因此，根據所選性能參數的不同，可衍生出不同的性能設計方法。由于結構在地震作用下的破壞程度與其變形(位移)有較好的相關性，在基于性能的抗震設計中，通常采用各種與位移相關的量作為結構的性能指標來判斷結構的性能狀態。目前最常用的是選擇層間位移角來反映結構層間各構件的受力變形與破壞程度，量化結構在不同地震作用下的性能水平。呂西林等9通過梁柱組合件的試驗研究，給出了各種性能水平下鋼筋混凝土框架結構層間位移角的取值。羅文斌等10

13、研究了框架位移解構規則及層間位移角與梁、柱目標側移角之間的關系，提出鋼筋混凝土框架基于位移的抗震設計方法。梁興文等7提出以作用倒三角形分布荷載的等截面懸臂桿件的側移曲線，作為框架結構、剪力墻結構和框架-剪力墻結構的初始側移模式，提出鋼筋混凝土高層建筑結構基于位移的抗震設計方法。在直接基于位移的抗震設計中，需要首先根據結構的性能水平，確定結構的層間目標位移及各樓層的側移，然后才能計算等效單自由度體系的等效參數以及結構的基底剪力和各樓層的水平地震作用56。因此，結構層間變形(位移)的計算是基于性能抗震設計中目標位移確定的關鍵問題之一。本文的主要工作是：根據剪力墻結構的受力特點，對結構層間變形的計算

14、方法進行改進；提出采用有害層間位移角作為剪力墻結構的性能指標，并根據試驗結果進行剪力墻結構性能水平的劃分；采用有害層間位移和頂點位移控制剪力墻結構的變形，給出其目標層間位移的確定方法，并以此確定結構的目標側移曲線，以進行直接基于位移的抗震設計。1 結構的側移與變形控制在高層建筑結構設計中，結構在水平荷載作用下的側移和變形控制尤為重要。我國規范12以層間位移角作為層間構件的變形控制參數，分別給出了各類結構在小震下的彈性層間位移角限值和大震下的彈塑性層間位移角限值。其中層間位移角的工 程 力 學 143構)，剪切位移所占的比重較小，彎曲轉動位移沿結構高度由下向上逐層積累，轉動位移對本層構件的影響為

15、有害位移，對上部樓層的影響為無害位移。隨著建筑物高度的增加和結構高寬比的增大，上部樓層無害位移的累積效應逐漸增大，故其無害位移不能忽略。可見，剪力墻結構的整體彎曲變形是由樓層構件彎曲變形的積累引起，在剪力墻結構的側移計算中，其有害位移以轉動位移為主，忽略轉動位移對上部樓層的影響，將產生很大的誤差，而且會影響到結構層間變形的計算結果，得出與實際情況不相符的結論。因此，不宜直接采用層間位移角作為性能指標，控制剪力墻結構的層間變形。 1.2 名義層間位移與有害層間位移建筑結構在水平地震作用下的總層間位移，由樓層構件受力變形產生的位移與結構整體彎曲變形產生的層間剛體轉動位移之和組成(圖1)，即：i+i

16、1hi (1) ui=ui其中：ui為樓層位移差，也稱名義層間位移；u為第i層構件彎曲和剪切變形產生的有害層間位移；hi為第i層層高；i1為結構整體彎曲變形引起第i1樓層的轉角，i1hi為i1層樓蓋轉動引起第， i，i=位移與有害層間位移相等，即ui=ui則與規范給出的層間位移計算方法一致。通常框架結構的高寬比不大，層數不多，這樣處理與實際情況比較符合。圖2 框架結構的層間位移Fig.2 Storey drift of frame2 剪力墻結構的層間變形對于層數較多的剪力墻結構，其側移曲線中彎曲變形占主導。根據上述分析，若忽略整體剪切變形，可認為結構在水平荷載作用下的總層間位移均由轉動位移引起

17、，包括下一樓層轉動引起的剛體位移和本層構件彎曲轉動產生的有害位移。由于某一樓層的轉角反映了該層以下所有豎向構件彎曲變形的積累效應，故總層間位移中剛體位移所占的比例沿結構高度由下至上迅速增長。因此，必須扣除名義層間位移角中剛體轉動位移的影響，才能反映結構上部樓層的真實受力情況。根據剪力墻結構的變形特點，結構上部樓層名義層間位移較大而下部樓層的名義層間位移較小，因此，規范所給的層間位移角限值對上部樓層(尤其是頂層)的變形起控制作用。若要控制結構的層間變形，應增大結構上部樓層的剛度，結構的側向剛度的合理分布為沿豎向由下至上逐漸增大，這與實際情況相反，顯然是不合理的。以前有關剪力墻層間i層的層間剛體轉

18、動位移，也稱無害層間位移。令=u /h (2) =u/h, iiiiii由式(1)可得：i= i+i1 (3)式中：i為樓層位移差角，也稱名義層間位移角；為第i層構件彎曲和剪切變形引起的有害層間位i移角。位移角的試驗研究1213，大多數都是針對單個構件或層數不多的情況，僅僅反映了墻體本身的受力性能，并不能代表高層建筑結構中剪力墻的實際受力和變形狀態。震害經驗和結構振動臺試驗表明1415，對于規則的高層建筑結構，底層剪力墻的破壞較為嚴重，而上部名義層間位移角最大的樓層構件并無明顯破壞現象。楊志勇14對30層彎曲型框撐結構的分析表明，構件受力情況與層間位移角的分布規律恰好相反。魏璉16對68層地王

19、大廈結構分析表明，風荷載作用下結構第58層的有害層間位移角僅占名義層間位移角的1%左右，其名義層間位移圖1 高層建筑結構的層間位移組成Fig.1 Storey drift of tall building對于框架結構，若不考慮結構整體彎曲變形產生的層間剛體轉動位移(如圖2)，可以認為名義層間144 工 程 力 學遠遠超過規范的限值，但因有害層間位移角很小，受力構件不僅承載力和剛度滿足要求，且不會出現受力裂縫，其較大的剛體位移也不會影響到裝修等非結構構件的正常使用。實際上，一般規則高層建筑結構受力最大的部位并不出現在結構上部樓層，而是在結構的底部幾層，剪力墻的破壞和塑性鉸的出現都是在結構底部，其

20、原因是結構構件的有害層間變形由下至上逐漸減小，因此，規范要求對剪力墻底部受力較大的部位進行加強。可見，剪力墻結構的名義層間位移由下至上逐漸增大，但有害層間位移由下至上逐漸減小，其有害層間位移的分布規律與結構的實際受力情況一致。以下通過理論分析進一步說明剪力墻結構層間位移與樓層轉角之間的關系。2.1 剪力墻結構的側移曲線與截面轉角、曲率之間的關系根據剪力墻結構的側移模式，用作用倒三角形分布水平荷載的等截面懸臂桿件的彎曲變形曲線作為其在水平地震作用下的近似側移曲線，如圖 3所示。沿高度方向墻體任意截面的彎矩為：qH213()=(3+2)=b() (6)3EI2qH314()=(62+8)=t()

21、(7)8EI311qH415(103+202)=utU() u()=120EI11(8)11qH4qH3qH2，t=，b= (9) ut=8EI3EI120EI式中：b為剪力墻底層下端截面的曲率；()為曲率函數；t為結構頂點處的樓層轉角(剪力墻的截面轉角)；()為轉角函數；ut為結構頂點位移；U()為位移形狀函數。由式(6)式(8)容易得到b、t、ut之間的關系為：qx3M(x)=3Hx+2H2 (4)6H112Hb (10a) 4011ut=Ht (10b)153t=Hb (10c)8由式(7)、式(8)、式(10b)，可得截面轉角與樓層位移的關系：11HU()u()=() (11)15()

22、ut=同理，由式(6)式(8)、式(10)，可得截面曲率與位移、轉角的關系：11H2U()u()=() (12a)40()3H()() (12b) ()=8()y圖3 剪力墻的側移曲線 Fig.3 The drift curve of shear wall2.2 樓層轉角與層間相對轉角根據樓層高度計算出各層樓蓋處所對應的值，代入式(7)，容易求得第i層樓蓋處(墻體截面)表示第i的轉角和第i1層樓蓋的轉角。用ii1i由EIy=M(x)以及邊界條件，得任意截面的曲率、轉角和位移為：層樓蓋處剪力墻截面相對于第i1層樓蓋處墻體截面的轉角，稱為第i層的層間相對轉角，反映了第i層剪力墻受力產生的截面相對轉

23、角，如圖4所示。=, i=1 (13) 11(x)y=qx23Hx+2H (5a) 6EIH3qx422(x)=y=6Hx8Hx (5b) +24EIHqx5322u(x)=y=10Hx+20Hx (5c) 120EIH令=x/H，由式(5)可得：=, i2 (14) iii1根據上述分析，剪力墻的側移與墻體自身的彎曲曲率和截面轉角直接相關，結構樓蓋的轉角即為墻體的截面轉角，故可通過控制墻體的截面相對轉工 程 力 學 145角來控制結構層間變形。由式(11)中截面轉角與位，移的關系，通過限制層間相對轉角可以間i2.4 名義層間位移與有害層間位移的關系 在實際工程中，采用式(17)計算有害層間位

24、移時，樓層的轉角i很難直接求得，可采用以下方法近似確定。對于剪力墻結構，忽略樓層構件受力產生的剪的物理意義可知， +相當切變形，由i和iii1于結構整體彎曲變形引起第i樓層的轉角，即+。再由式(3)可得，。 ii1iii接控制結構的側移和層間變形。令，h (15) i=uiii稱為層間轉角位移，u為第i層墻體受力后截面彎曲轉動引起的假想水平位移，可以反映剪力墻結構真實的有害層間變形的大小。這種有害層間變形是來反映，但以位移通過層間墻體截面的相對轉角i為了進一步研究名義層間位移與有害層間位移之間的關系，在小變形情況下采用名義層間位移角代替樓層轉角，即假定：i=i (18) 由式(3)及圖5所示的

25、幾何關系，可得：3的量綱表達。對產生整體彎曲型側移的剪力墻結構，樓層轉角反映了剪力墻側移的大小，層間相對轉角反映了其層間變形的大小，層間轉角位移間接i不代表真反映了結構的有害層間位移。可見，u實的層間位移，但反映了結構實際的有害層間變形的大小。hhhhhh圖4 剪力墻的樓層轉角Fig.4 The rotational angel of floor圖5 剪力墻的名義層間位移角與有害層間位移角 Fig.5 The nominal story drift ratio and destructive storydrift ratio1) 層間位移角之間的關系。=112.3 有害層間變形根據上述分析，剪

26、力墻結構的有害層間變形為樓層構件受力產生的變形，可以通過以下兩種方法來計算。1) 控制有害層間位移。由式(1)，從名義層間位移中扣除下一層樓蓋轉動引起的位移，即為剪力墻結構的有害層間位移，可由下式計算：1=u1=u1, i=1 (16) ui=uii1hi, i2 (17) u2) 控制層間轉角位移。由式(15)通過層間相對轉角可求得層間轉角位移，由層間轉角位移可以控制結構有害層間變形的大小。2= 2+1= 2+1= 2+ 1+ 3= 3+2= 3+2= 3+21+" ), i2 (19) i= i+( 1+2i1 i=i( 1+ 2+" i1), i2 (20) 2) 層

27、間位移之間的關系。1=u1 (21) u1=u+ +" )h, i2 (22) +(u=uii"12i1i式中：ui=ihi (23)h (24) =uiiii表示扣除下一樓層剛性轉動位移后第i層其中，u構件彎曲變形產生的受力層間位移。由式(19)、式(22)得：146 工 程 力 學i+(u 1+u 2+"+u i1)=u i+ui1(25) ui=ui=uiui1 (26) u式(19)表明，剪力墻第i層的名義層間位移角由式(26)給出了有害層間位移與名義層間位移之間的關系，也給出了計算有害層間位移的一種簡化的方法。由式(26)，不需要計算樓層轉角i，直接根據

28、相鄰樓層的名義層間位移，很容易求得有害層間位i。 移u只要式(18)的假定成立，則式(26)與式(17)等價。為了驗證式(26)的可靠性和精確程度，需對ii進行誤差分析。由圖5所示的關系可得：<<+ (27a)1112荷載作用的重力二階效應。為了控制結構上部樓層過大的剛體位移帶來的不利影響，應當控制剪力墻結構的樓層轉角，根據式(11)剪力墻樓層轉角和位實現對樓層轉角和剛體位移的控制。綜合考慮各種因素的影響，本文提出同時采用有害層間位移和頂點位移兩個參數來控制剪力墻結構的變形。其中有害層間位移主要控制下部樓層的結構構件的受力變形；頂點位移主要控制上部樓層的剛體轉角，以滿足結構正常使用

29、的要求和減小重力二階效應的影響。尤其在進行結構非線性分析時，水平荷載作用下通常只需考慮有害(受力)層間位移對剪力墻結構層間變形的控制；豎向荷載作用下，應當考慮剛體位移對重力二階效應的影響。第i層及以下所有樓層的有害層間位移角組成； 移之間關系，可以通過控制剪力墻結構的頂點位移2<2<2+ 3 (27b) i<i<i+ i+1 (27c)即：4 剪力墻結構目標位移的確定方法4.1 剪力墻結構性能水平的劃分基于性能的抗震設計需要確定結構的性能水平與其變形之間的關系，結構在地震作用下的變形，可以采用不同的性能指標來量化。本文采用有害層間位移角作為剪力墻結構的性能指標，控制結構

30、在不同水準地震作用下的性能，以扣除名義層間位移角中剛體轉動位移的影響。同時，為了限制上部樓層剛體位移對結構正常使用的影響，對各性能水平的頂點位移進行限制。文獻3提出將建筑結構的性能水平劃分為使用良好、功能連續、功能中斷、生命安全、防止倒塌五個水平。為了與我國現行抗震規范的設防目標相協調，并在設計計算中予以控制，本文主要考慮三個性能水平，即使用良好、功能中斷、防止倒塌。在一定強度水準的地震作用下，這三個性能水平分別對應于我國規范的“不壞、可修、不倒”。我國規范的設防目標是以確保生命安全為主，而基于性能的抗震設計還可根據房屋的重要性或業主的要求，選擇“中震使用良好、大震功能中斷”或“大震使用良好”

31、等不同的設防目標。在進行水平荷載下剪力墻構件試驗時，由于剪力墻構件高度不大，且下端固定于剛性地面，通常沒有剛體轉動位移，試驗所得的層間位移角即為構件受力產生的有害層間位移角。根據試驗結果與理論分析3，本文給出剪力墻結構在不同性能水平下有害層間位移角的取值范圍和頂點位移角限值(見表 1)，根據結構性能水平與延性之間的關系3,17，i的取值范圍在開區間(i,i+ i+1)上，由此可見，采用這種近似方法確定i并不產生誤差積累，最大誤差范圍取決于第i+1層墻體受力產生的的大小。對一般規則結構，沿有害層間位移角i+1i<i<i+1 (28)結構高度上部樓層的剪力逐漸減小，其有害層間變也不斷減

32、小，使的取值更接近于，形減小，iiii即樓層轉角i的誤差越來越小。故由式(26)計算u的誤差沿結構高度逐漸減小。可見，采用式(26)計算有害層間位移的誤差范圍較小，樓層轉角的最大誤差不超過該層的有害層間位移角，很容易在設計中得到控制。3 剪力墻結構的變形控制根據以上分析，控制剪力墻結構在水平荷載作用下的變形，可以通過以下幾種方式來實現：1) 控制有害層間位移；2) 控制結構的頂點位移；3) 控制樓層轉角。以下分別進行討論。以上對剪力墻結構有害層間位移的研究僅考慮了層間構件受力產生的位移，也稱受力層間位移。實際工程中控制剪力墻結構的變形時，還應當考慮樓層剛體位移對結構正常使用極限狀態的影響。上部

33、樓層過大的剛體位移雖然不引起結構自身的破壞，但可能帶來以下兩方面的影響：1) 影響結構內部設備的正常工作，如精密儀器的使用、特殊工藝的生產以及舒適度的要求；2) 增大結構在豎向工 程 力 學 147隨著結構性能水平的降低，其破壞程度加重，變形加大，相應的延性需求提高。表1給出剪力墻結構性能水平與變形控制及延性需求之間的關系。表1 剪力墻結構的性能水平、變形控制及延性需求3 Table 1 The performance levels, deformation control andductility demands of shear wall structures3性能水平 使用良好 功能中斷

34、 防止倒塌頂點位移角1/10001= 底層下端截面無剛體轉動，i1=0，故u1=u3mm，將=0.0833代入式(29)得ut=247.92mm。頂的取值重點位移u/H=0.00689>1/1000，應調整t新計算。可見頂點位移角對結構在“使用良好”性能水平下的變形起控制作用，由頂點位移角限值可得ut=36mm，將ut與各樓層的值代入式(8)，可求得剪力墻結構“使用良好”性能水平對應的樓層側移ui，見表2。表2 “使用良好”性能水平下剪力墻結構的樓層側移 Table 2 The floor displacement of shear wall structures atserviceab

35、ility performance level樓層編號 ui有害層間位移角 延性需求 低延性 高延性1/10001/250 1/500 1/250 1/100 1/150 1/80根據以上分析，采用有害層間位移角作為剪力墻結構的性能指標，可按以下步驟計算目標層間位移及各樓層的側移。1) 根據結構的性能水平選擇相應的有害層間 作為目標有害層間位移角，如對“使用良位移角16 71236.0在直接基于位移的抗震設計中，對于“使用良好”性能水平，以上求得的樓層側移可以作為剪力墻結構初始側移模式，以此確定其目標側移曲線，然后確定等效單自由度體系的等效參數以及原結構的基底剪力和各樓層的水平地震作用，進而進

36、行構件截面設計；對按此設計的結構進行Pushover分析，校核結構的側移形式與初始側移曲線是否一致，并用相應的推覆曲線作為修正后的目標側移曲線重新計算，直至滿足要求為止，詳細內容可參見文獻7。2)“功能中斷”和“防止倒塌”性能水平。7=1/1000。 好”性能水平，可取2) 由彈性分析確定剪力墻結構受力變形最大的樓層和樓層轉角，一般為結構底部一層至三層的受力最大。3) 假定剪力墻結構受力最大的樓層達到相應的目標有害層間位移角，按式(26)計算該樓層的有i。 害層間位移u4) 由式(1)計算剪力墻結構受力最大樓層的名義層間位移ui，即為該樓層在相應性能水平下的目標層間位移。5) 計算結構受力最大

37、的樓層的側移ui，再根據樓層計算高度比和剪力墻結構的側移曲線，計算結構相應的頂點位移ut：對于“功能中斷”和“防止倒塌”性能水平，可以有害層間位移達到相應性能水平時對應的推覆曲線作為目標側移曲線，確定結構的等效參數和基底剪力。ut=11ui()(29)5103+2025 結論通過對剪力墻結構側移模式和層間變形的分析，可得以下結論：(1) 以整體彎曲變形為主的剪力墻結構上部樓層剛體位移所占的比例較大，不宜直接采用規范所給的名義層間位移角作為性能指標，控制剪力墻結構在地震作用下的破壞程度。6) 驗算頂點位移角是否滿足要求，若滿足要求，將求得的ut代入式(8)，根據各樓層的計算高度可求得剪力墻結構達

38、到相應性能水平時對應的1) “使用良好”性能水平。 (2) 水平荷載作用下結構的側移曲線及樓層轉以 12 層剪力墻結構為例，層高hi均為3m， 角無法直接求得時，不能直接由式(17)計算剪力墻采用圖 3 所示的側移模式，彈結構總高度H=30m。結構的有害層間位移，但可采用式(26)近似計算結性分析表明底層為結構受力變形最大的樓層。對=1/1000，可得結構“使用良好”性能水平，取構在彈性階段的有害層間位移。(3) 對有害層間位移近似計算公式的誤差分析表明，其誤差范圍較小，樓層轉角的最大誤差不超1=3mm。由于剪力墻結構底層的有害層間位移為u148 工 程 力 學1520. (in Chines

39、e)8 梁興文, 黃雅捷, 楊其偉. 鋼筋混凝土框架結構直接基控制。 于位移的抗震設計方法研究J. 土木工程學報, 2005,38(9): 5360. (4) 為滿足正常使用極限狀態的要求，宜采用Liang Xingwen, Huang Yajie, Yang Qiwei. Displacement- 有害層間位移角和頂點位移兩個參數來控制剪力based seismic design method of RC frames J. China 墻結構的變形。有害層間位移控制下部樓層的受力Civil Engineering Journal, 2005, 38(9): 5360. (inChines

40、e) 變形，頂點位移角控制上部樓層的剛體轉角不超過9 呂西林, 郭子雄. RC框架梁柱組合件抗震性能試驗研正常使用的要求。 究J. 建筑結構學報, 2001, 22(1): 27. (5) 采用有害層間位移角作為剪力墻結構的性Lu Xilin, Guo Zixiong. Experimental study on seismicbehavior of beam-column of subassemblages in RC frame 能指標，對剪力墻結構的性能水平進行劃分，符合J. Journal of Building Structures, 2001, 22(1): 27. (in 剪力墻

41、結構的受力和變形特點，是對規范方法的改Chinese) 進。以有害層間位移角作為性能指標，確定剪力墻10 羅文斌, 錢稼茹. RC框架彈塑性位移的解構規則與構件的目標側移角J. 工程力學, 2003, 20(5): 3236. 結構的目標層間位移及初始側移曲線，可進行直接Luo Wenbin, Qian Jiaru. Rules of elastoplastic drift 基于位移的抗震設計。但是，本文提出有害層間位decomposition of RC frames and the target drift of 移角的計算方法僅適合于小變形時以彎曲變形為members J. Engine

42、ering Mechanics, 2003, 20(5): 3236. (in Chinese) 主的結構，剪力墻結構彈塑性階段有害層間位移的11 劉大海. 高層建筑抗震設計M. 北京: 中國建筑工業計算以及彎剪型結構目標層間位移的確定還有待出版社, 1993.進一步研究。 Liu Dahai. Seismic design for tall buildings M. Beijing:China Architecture and Building Press, 1993. (in 參考文獻： Chinese)12 Oh Y H, Han S W, Lee L H. Effect of boun

43、dary element 1 GB50011-2001, 建筑抗震設計規范S. 北京: 中國建details on the seismic deformation capacity of structural 筑工業出版社, 2002. walls J. Earthquake Engineering and Structural GB50011-2001, The Chinese code for seismic design of Dynamics, 2002, 31(8): 15831602. buildings S. Beijing: China Architecture and Bui

44、lding 13 忻鼎康, 胡紹隆. 超高層混凝土結構的層間變形限值Press, 2002. (in Chinese) J. 建筑結構學報, 2000, 21(3): 1015. 2 JGJ3-2002, 高層建筑混凝土結構技術規程S. 北京:Xin Dingkang, Hu Shaolong. Limit value of inter-storey 中國建筑工業出版社, 2002. drift of reinforced concrete super high-rise buildings J. JGJ3-2002, The Chinese technical specification f

45、or Journal of Building Structures, 2000, 21(3): 1015. (in concrete structures of tall buildings S. Beijing: China Chinese) Architecture and Building Press, 2002. (in Chinese) 14 楊志勇, 何若全. 高層、超高層建筑結構彈性階段變形3 鄧明科. 高性能混凝土剪力墻基于性能的抗震設計理驗算的研究J. 哈爾濱建筑大學學報, 2001, 34(5): 論與試驗研究D. 西安: 西安建筑科技大學, 2006. 1418. Deng Mingke. Theory and experimental research on Yang Zhiyong, He Ruoquan. Calculation for elastic performance-based seismic design of high performance deformation of high-rise buildings J. Jour