三. 能力设计法
　　上面一个部分着重讨论了设计地震力取值的问题，但要保证结构在大震下的性能，还需要制订有效的抗震措施，使结构确实具备所需要的保持竖向承载力条件下非弹性变形能力，这就是所谓的能力设计法。
　　能力设计法由新西兰钢筋混凝土抗震专家T. Paulay和R. Park等学者发展和倡导，主要思路是对构件间或构件内不同受力形式间的承载能力差的控制，保证钢筋混凝土结构形成梁铰机构和延性较大的正截面受力破坏形态，使结构具有足够的弹塑性变形性能，保证大震时具有足够的能力耗散性能，避免产生脆性破坏和出现不利的机构形式。能力设计法的关键是将控制概念引入结构的抗震设计，有目的的引导形成对结构有利的破坏机制和破坏模式，避免不合理的结构破坏形态，并设法保证预计破坏部位的弹塑性变形能力。
　　能力设计法主要通过以下三种措施给予保证：1. 增大柱相对于梁的抗弯能力，人为的引导结构的出铰部位。2. 提高相对于正截面承载力的抗剪能力，避免出现非延性的剪切破坏。3. 对有可能出现塑性铰的部位，采用相应的构造措施，保证必要的非弹性变形性能。
　　首先对出铰的合理部位进行讨论，各国大致的思路差不多，都偏向于使梁端先于柱端出现的方案。这种出铰方案有以下优点：梁的延性易于控制，且一般情况下比柱的延性大；梁铰比柱铰形成的整体塑性变形小；梁铰机构形成的塑性变形比较稳定。在承认优先形成梁铰的前提下，还有两种不同的设计方法，一种是由新西兰为代表的，倾向于形成理想的梁铰机构，就是保证梁端出现塑性铰，而柱子除底层外，均不出现塑性铰，此时对除底层柱外给柱子相对于梁比较大的超强系数（大概2.0），好处是这时柱子（除底层外）不需要进行复杂的配箍，因为采用这样的系数能保证出铰很明确。但正是由于这种设计方法追求理想的梁饺机构导致底层柱子相比较弱，就有出铰的可能，相应就必须采用构造措施保证这个部位的塑性变形性能。同时，如若底层出铰对结构的影响就会较大，一旦压溃可能会导致结构的整体倒塌，这就必须从构造上给予保障，增加了构造的难度。另一种方案包括美国、欧共体、中国等，这种方案引导结构柱铰晚于梁铰出现，同时可不限制铰的出现，但要求结构不形成层侧移结构，这时对柱子的超配系数比起新西兰要求的要小（大概1.4），同时对柱子采用配箍筋加以约束的方案。其实对柱子采用超配系数的确定问题比较复杂：梁端构造的超配的影响；梁柱端塑性铰出现内力重分布的影响；屈服前的非弹性特征可能使柱子的实际弯矩大于弹性分析得到的弯矩；材料差异所带来的不确定因素；结构非弹性特征的发育导致结构动力特性变化所带来的影响等等。按照能力设计的要求，剪力墙的塑性铰一般出现在墙肢的底部。联肢剪力墙的承载力和延性与洞口连梁的承载力和延性有很大的关系，一般尽可能的设计成弱连梁，有意识的引导连梁在地震时首先屈服，然后是底部墙的屈服，也就是预计塑性铰区的屈服。
　　避免出现过早剪切破坏的原因很简单，就是因为剪切破坏属于脆性破坏，不利于保证结构的延性，保证的办法就是按照抗震等级的不同对所有的梁、柱、墙等构件采用相对于抗弯的不同的超配系数。
　　抗震抗剪的基本要求是在梁端塑性铰大震中所需塑性转动之前不发生剪切破坏，这与非抗震抗剪有概念性的差异。对于各种不同的结构构件的抗剪机理和我国规范的处理方式，这里有必要说明一下。梁：抗震时由于低周的反复作用使得梁出现交叉斜裂缝，斜裂缝的分布决定了抗震的抗剪能力比非抗震有所下降，原因：抗震时的剪切破坏发生在纵筋屈服之后，这时裂缝较大；交叉裂缝的出现对混凝土的损伤更加严重；抗震时加大梁端负弯矩的数值，导致较大的剪力值出现在梁的下端，由于下端没有现浇板，更容易破坏。但此时箍筋的作用与非抗震时的作用相差无几，规范上对此不利作用的考虑是采取对抗剪公式中对混凝土项0.6的折减，同时，为了避免非延性的斜压破坏，采用了比非抗震时更严厉的限制措施，把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。柱：规范中对抗震时柱的抗剪公式的处理原则一样，也是对混凝土项采用0.6的折减系数，同样采用更严厉的措施防止斜压破坏，把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。但由于一般情况下，柱的轴压力比较大，这种压力对于柱出现塑性铰后对构件的抗剪性能偏有力，按照这种思路，柱采用和梁一样的折减似乎不大合理。墙：抗震时，国内几乎没有相关的试验资料，仅仅是采用对非抗震的抗剪公式对混凝土项和钢筋项都采用了0.8的折减系数，同时，为防止斜压破坏，采用限制剪压比的办法，把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。需要说明的是，一般情况下，剪力墙抗剪存在问题的部位大概是下部几个楼层。节点：主要的承受剪力构件，节点剪力主要是依靠桁架机构、斜压杆机构、箍筋的约束效应三个机构或途径来承受。桁架机构主要是抵抗钢筋主拉应力，斜压杆机构主要是抵抗混凝土及钢筋产生的主压应力，箍筋的约束效应则是增强混凝土的抗剪能力。随着节点区内混凝土非线性的发展，桁架结构的作用不断减小，而后两者的作用却在不断增强。因此，节点抗震的主要目标是在反复受力的情况下，通过加强斜压杆机构和箍筋约束效应来避免核心区混凝土斜向压溃从而使节点在达到预计的大震反应之前不发生剪切破坏。
　　对于以上抗剪机理的讨论后，就可以梁柱箍筋的作用做如下总结：第一个显而易见的作用是用于抗剪；第二个作用是约束混凝土，这对保障结构延性起非常重要的作用，这里还可以随便说一下高强混凝土用于抗震时所遇到的障碍，这首先和高强混凝土的材性相关，强度越高的混凝土就越脆，它的应力应变关系中达到最大压应力的应变比较小，这就使得设计成延性构件形成很大的困难，同时由于混凝土的强度越高，箍筋起约束的效能就越差，也就不能够有效的提高混凝土的极限压应变，这样就导致了采用高强混凝土的结构构件的延性难以得到保障；第三个作用是对梁端纵向钢筋的约束作用，防止纵向钢筋的失稳，这与钢筋的特殊材性有关（钢筋的包兴格效应）。
　　最后，讨论一下在预计出现塑性铰的部位如何保障构件的非弹性变形性能。1. 在以塑性铰的长度为基础，配加密箍筋目的是从构造上对框架梁、柱塑性铰区的受压区混凝土提供约束，并约束纵向受力钢筋，防止它在保护层混凝土脱落后过早压屈，以保证梁、柱端塑性铰的转动能力；并要求柱子的钢筋搭接应该位于塑性铰区以外的部位；抗震结构的最小配筋率比非抗震结构的要大。2. 采用对框架梁的混凝土受压区高度和柱的轴压比进行了相关的要求；还有对梁的跨高比进行了限定。3. 节点：为了避免当弹性变形较大时，梁端的钢筋屈服区向节点内渗透，贯穿节点的梁筋粘结退化与滑移加剧，从而使框架刚度和耗能性能进一步退化，规范中要求贯穿节点的每根梁筋直径不宜大于柱截面高度的1/20。4. 剪力墙在周期反复荷载作用下的塑性变形能力与墙肢的轴压比的大小有着密切的关系。规范相应规定了对一、二级抗震等级的剪力墙，在塑性铰可能出现的底部加强部位，规定了重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比限值。而且要求一、二级抗震等级下，当剪力墙底部可能出现塑性铰的区域内轴压比较大时，应通过约束边缘构件为墙肢两端的混凝土提供足够的约束；对三、四级抗震等级的剪力墙肢，用构造边缘构件为墙肢两端的混凝土提供约束。

四. 一些补充说明
　　上面的所有讨论的基础都是基于设计使用年限为50年的丙类建筑，对于甲级和乙级的房屋建筑应该按照抗震规范3.1.3条，采用相应的对地震力的取值和抗震措施。对于设计使用年限为100年及其以上的丙类建筑，结构设计时应另行确定在其设计基准期内的活荷载、雪载、风载和地震作用的取值，确定结构的可靠度指标以及确定钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。结构抗震设计所采用的基本地震加速度、抗震措施，应根据结构形式、设计使用年限、原设计基本地震加速度等条件专门研究后确定。
　　此外，由于抗震的受力特性，对钢筋和混凝土的材性和相应的构造做法应有一些基本的要求，如箍筋的135度弯钩；钢筋和混凝土材料的选用等，设计应给予充分的考虑。

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