近年来,基于性能的抗震设计思想逐渐被世界各国地震工程界所接受。基于性能的抗震设计是在遵循投资—效益准则的基础上,使设计出的结构在未来地震灾害作用下能够维持所需要的性能水平,与现行抗震规范相比,它更加注重结构在进入弹塑性状态后的表现。能力谱方法作为基于性能的抗震设计的有效分析方法,在国外已经取得比较好的发展,但在国内,能力谱方法的研究还处在初级阶段。研究适合我国抗震规范的能力谱方法,具有重要的理论意义和工程应用价值,这正是本文选题的初衷。 能力谱方法作为一种简化的抗震分析方法,在理论上需要遵循结构动力学原理,在应用时需要满足工程要求的经验做法。针对国内对能力谱方法认识不够和做法不统一的现状,本文在被纳入美国抗震规范的ATC-40能力谱方法的原理和经验做法的基础上,结合我国抗震规范,对ANSYS软件进行二次开发,这有助于我国工程界对能力谱方法的理解与应用。 能力谱方法适用于结构动力响应主要由第一振型控制的结构抗震分析。平面规则带底部柔弱层的建筑结构,由于具有下柔上刚的特点,第一振型在结构动力反应中占有明显的优势。本文将能力谱方法应用于带底部柔弱层的建筑结构的抗倒塌设计当中,寻找这类结构地震反应的规律并进行优化设计,这将有利于工程师对这类结构的合理设计。 基础隔震结构中隔震层的高阻尼特性给能力谱分析带来了困难。本文考虑到ATC-40能力谱方法和基础隔震都是利用等效阻尼耗能来降低地震作用的共性,将能力谱的思想应用于基础隔震结构的抗震分析当中,并利用投资—效益准则对带异形柱或短肢墙的住宅建筑隔震体系进行优化设计,这有利于对这类新型结构体系的性能与经济性进行有效的评估。