Page 201 - 建筑结构设计理论及实践研究

第五章 建筑结构抗震性能化设计 ◆

证所需的非弹性变形能力。
20 世纪 80 年代，各国规范均在不同程度上采用了能力设计方法的思路。能
力设计方法的关键在于将控制概念引入结构抗震设计，有目的地引导结构破坏机
制，避免不合理的破坏形态。该方法不仅使得结构抗震性能和能力更易于掌握，

同时也使得抗震设计变得更为简便明确，即后来在抗震概念设计中提出的主动抗
震设计思想。

五、基于性能的抗震设计方法

（一）基于性能抗震设计的产生与发展

20 世纪 90 年代以来，环太平洋区域发生了几次大的地震，如美国 1994 年
Northridge 地震，日本 1995 年兵库县南部神户（Kobe）地震，俄罗斯 1995 年库
页岛地震，中国台湾省 1999 年的集集地震，带来巨大的经济损失和社会灾难。

Northridge 地震造成的损失约 170 亿美元，Kobe 地震造成的损失大约 960 亿美元，
集集地震造成的损失大约 240 多亿新台币。巨大的地震灾害损失使得从事结构抗
震设计的研究人员对已有的抗震设计方法进行了反思，单一的以承载力指标进行
抗震设计显然已经不能满足社会的需要，研究者们开始进行新一代的抗震设计方
法的研究。

20 世纪 90 年代 Bertera R 等研究人员首先明确提出了基于性能的抗震设计
（Perfommance-based Design）概念，这种方法主要是将结构的性能目标转化为
破损指标和位移需求。基于性能的抗震设计把结构的性能目标作为结构抗震设计

的目标，针对结构在不同水准地震作用下所要求的性能目标进行设计。
事实上，结构的性能水准可以定性但很难定量，这是基于性能设计应用中的
一个主要问题。定量研究结构的性能水准需要确定一个合适的性能指标。结构的
承载力、刚度、累积滞回耗能、变形、损伤都可以作为性能指标，性能指标的选
择要根据结构不同的设防水准确定。结构的性能以及地震作用下的损伤程度与结

构的位移有着直接的关系。结构的破损状态总是与截面的变形和极限应变密切相
关，而截面的变形又可以转化为位移，从而可以通过位移来控制结构的损伤程度。
因此，从结构抗震的角度来说，采用基于位移的抗震设计方法是实现结构性能控

制的有效途径。基于位移的设计大致有三种思路及方法：直接基于位移的方法、
控制延性的方法和能力谱方法。

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