基于性能的抗震设计研究综述_朱玉华.pdf

第卷第期结构工程师,
年月

基于性能的抗震设计研究综述
朱玉华黄海荣’骨玉祥
同济大学建筑工程系,上海

摘要基于性能的抗震设计是基于量化的多性能目标的设计,引起了地震工程界的广泛研究。在国
内外基于性能杭震设计研究基拙上,研究了基于性能杭震设计的主要内容,探讨了基于性能的抗震设计
方法在推广使用前需要进一步研究的几个主要问题。研究表明,基于性能的杭震设计主要包括性能目
标的确定、实现多性能目标的通用设计方法、结构性能评估。指出基于性能的杭震设计是未来建筑结构
杭震设计发展的必然趋势,但在广泛使用之前,要先解决性能目标的合理选择、通用设计方法的实现、大
震作用下地震需求评估等问题。
关键词杭震设计,性能设计,位移设计,能力谱法,性能目标

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介。

的范围内。抗震设计的发展趋势是基于多目标的
引言性能设计,已得到各国地震工程研究者的公认。
基于性能的抗震设计首先要确定结构的性能
目前的抗震设计尽管能保障生命安全,但难目标,完成合适场地选择与概念设计,再根据选择
以控制结构在不同地震作用下可能造成的损失,的性能目标,采用适当的设计方法进行结构设计,
即结构的抗震性能不明确、设计的可靠性未知。对结构进行性能评估,给出实际性能水平。性能
基于性能的抗震设计是指根据一系列性能目标来目标可以是力、位移应变、能量、加速度等反应
确定设计准则的设计,性能目标可以通过任意反参数的极限值。其中,位移应变反应能更好地
应参数指定的极限值来量化,结构在未来地震发反应结构损伤,因此,基于位移的设计成为了基于
生时能够达到预期的性能目标,结构破损状态及性能设计的主要方法。影响结构性能的因素很复
其造成的经济损失、人员伤亡等可以控制在预期杂,用一种反应参数为基准的性能设计,必须对结

收稿日期一一
,联系作者,。
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构各种不同性能进行评估。益准则的性能设计必然得到隔震设计方案〔
本文回顾了基于性能抗震设计的研究概况,基础隔震结构设计与基于性能设计思想完全吻
分析了基于性能设计的主要研究内容,探讨了基合。随着经济的发展和人们需求的不断提高,基
于性能设计的发展趋势及面对的挑战。础隔震结构已成为结构抵抗地震灾害的实用控制
技术,日本建筑结构研究机构学者给出了基础隔

。
研究概况震结构的基于性能设计方法〕

美国基于性能的研究报告研究内容
’、〔’与仁,奠定了基于性能
性能目标
抗震设计的基础。报告中对基于性能设计方法的
基本框架与步骤、结构构件的性能水平、地震动的性能目标指在不同设计地震水平下,结构应
风险水平、抗震设防目标及相应的结构构件变形达到的性能水平,包括三个内容地震水平、结构
限值、抗震设防措施等内容均有详尽的论述,为结性能水平及结构性能目标的确定。
构性能设计提供了规范依据。最近,美国部分城地震水平
市颁布了基于性能的高层建筑抗震设计规范,进地震水平通常以一个基准期内的某个超越概
‘。
人基于性能的高层建筑抗震设计阶段〔台湾率来表达,世界各国的地震水平设定各不相同,
建筑与结构研究学会年提出并编制设计方我国规范的三个地震水平,即“大震”、“中震”、
法草案,规定了不同使用要求下的设计目标,详细“小震”,其年内的超越概率分别为一、
介绍了基于性能设计方法流程,包括概念设计范和。
围、场地可行性要求、初步设计时以性能目标为导性能水平

。
向的设计方法与结构抗震性能评估等〕日本性能水平指建筑物能承受的最大破坏程度,
年开始实施基于性能的新建筑标准法,采用包括结构构件和非结构构件的破坏。综合考虑结
两类性能目标及其响应限值和评估标准最大地构的安全、经济和社会作用,各国对性能水平有不
震动水平下的生命安全和结构寿命周期内地震动同的规定。美国规定了“正常使用”、“立即人

。
水平下的限制破坏困我国学者也开展了基于住”、“生命安全”和“防止倒塌”四种水平,日本规
性能的抗震设计理论研究,清华大学的钱稼茹、同定了“正常使用”、“易修复”和“生命安全”三种
济大学的周定松与吕西林等提出了钢筋混凝土框性能水平,我国给出了“不坏”、“可修”、“不倒”

,。
架的基于位移设计法〔〕三种性能水平。
最近,基于性能设计对不同类型结构的研究基于性能的设计中首先需要将结构的性能水
取得了进展。日本学者给出了不规则建筑、混合平量化。性能水平是根据结构的损伤程度定义
结构建筑及采用新材料的建筑考虑非弹性变形限的,而结构的损伤程度通过结构的反应参数来确

。
值的基于性能简化设计方法〕等人则定,可具体表现为应力、变形位移、能量耗散指
用基于性能的设计方法完成了预制混凝土混合框标、加速度等反映参数指定的极限值。

‘。
架结构的性能评估「用直接基于位应力或内力反映结构弹性反