[发明专利]基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法

权利要求书

1.基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1.根据抗震规范，结合实际需要设定所设计结构的抗震性能水准；

S2.根据所设计结构，计算不同模态振型下结构周期、模态振型和振型参与系数；

S3.对于任意反应量，计算不同模态振型的贡献系数，设定贡献阈值ε，求解需要模态振型的个数；

S4.设定第一结构周期为标准单自由度弹塑性结构体系，以标准单自由度弹塑性结构体系为基础合成结构抗震响应效应；

S5.令结构抗震响应效应等于设定结构的抗震性能水准，得到标准单自由度弹塑性结构体系下的抗震性能水准；

S6.按照抗震设计场地地震环境特征，选出一组地震动记录，输入到标准单自由度弹塑性结构体系中进行弹塑性动力时程分析，得到地震动记录加速度峰值的最小值、均值和最大值，标准单自由度弹塑性结构体系的地震响应绝对加速度峰值的最小值、均值和最大值；

S7.根据标准单自由度弹塑性结构体系的地震响应绝对加速度峰值的最小值、均值和最大值，计算抗震性能水准下结构抗震响应效应的最小值r_min、均值r_ave和最大值r_max。

2.根据权利要求1所述的基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，所述性能水准指标和结构抗震响应效应包括内力、位移、变形、应变、延性、能量和曲率。

3.根据权利要求2所述的基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，在所述步骤S2中，采用动力特征方程对设计结构进行动力特征分析，动力特征方程为，

其中，k为结构本身的刚度矩阵，为第n阶模态振型的振型，ω_n为第n阶模态振型的结构频率，则第n阶模态振型的结构周期第n阶模态振型的振型参与系数其中N为结构模态振型总阶数，也为模态振型的总数；m_j为结构第j层的质量；为结构第j层的模态振型。

4.根据权利要求3所述的基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，在所述步骤S4中，采用平方和开平方法或者完全二次组合法，合成结构抗震响应效应。

5.根据权利要求4所述的基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述地震环境特征包括地震震级、断层机制、断层距和场地条件。

6.根据权利要求5所述的基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，在所述步骤S6中，将选出的地震动记录输入到标准单自由度弹塑性结构体系中进行弹性动力时程分析之前，反复调整地震动记录的大小，使得标准单自由度弹塑性结构体系的位移反应峰值达到标准单自由度弹塑性结构体系的抗震性能水准。

7.根据权利要求6所述的基于性能水准的多模态性能化抗震设计方法，其特征在于，在所述步骤S7中，采用平方和开平方法或完全二次组合法计算抗震性能水准下结构抗震响应效应的最小值r_min、均值r_ave和最大值r_max。