第八章建筑抗震性能化設計8.1概述基于抗震性能設計的理論，是近十多年來，世界上一些國家開始研究的抗震設計方法。最早由美國于20世紀90年代開始研究，主要在既有建筑評定、加固中使用了多重目標的概念，并提供了設計方法；以后又提出了新建房屋基于性能的抗震設計理念及設計方法，可較廣泛應用于工程建設中。隨后日本、澳大利亞、歐州混凝土協會及我國也展開了這項研究，提出了相應的設計規范。

基于抗震性能設計方法的特點是：使抗震設計從宏觀定性目標具體量化，建設單位或設計者可選擇性能目標，然后對確定的性能目標進行深入的分析論證再通過專家的審查。這一方法可適用于一些目前現行標準規范中尚未涉及的復雜結構體系，為推廣應用新體系、新材料、新技術，提供了技術可能，是目前抗震設計中研究的熱點，預期會成為一種新的發展趨勢。

結構設計是否需要采用抗震性能設計方法的主要依據，是在分析結構方案在房屋高度、規則性、結構類型、場地條件或抗震設防標準等方面的特殊要求的基礎上確定的。結構方案特殊性的分析中要注意分析結構方案不符合抗震概念設計的情況和程度。國內外歷次震害經驗說明抗震概念設計是決定結構抗震性能的重要因素。需要要求采用抗震性能設計的工程一般表現為不能完全符合抗震概念設計的要求。在此情況下，結構工程師應根據概念設計的規定與建筑師協商，改進結構方案，盡量減少結構不符合概念設計的情況和程度，不應采用嚴重不規則的結構方案。對于特別不規則結構可按本節規定進行抗震性能設計，但需慎重選用抗震性能目標，并通過深入的分析論證。8.2抗震設防目標新的抗震規范，將抗震設防目標分為基本目標和性能目標兩大類。基本目標保持89和2001規范的表述，具有抗震性能設計的雛形；抗震性能化目標是針對每個工程的具體情況，包括技術和經濟的可能條件，設計上提出的比基本目標更為具體的、靈活的、明確的、定量的、切實可行的設防目標。該目標不得低于基本設防目標，適用于對使用功能或其他方面有專門要求的建筑工程。修訂后的抗震規范繼續采用兩階段設計三個地震水準下的基本目標：第一階段即承載力驗算，取多遇地震的地震動參數計算結構的彈性地震作用標準值和相應的地震作用效應，繼續采用《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB50068）規定的分項系數表達式進行結構構件的截面承載力抗震驗算；第二階段即彈塑性變形驗算，對地震時易倒塌的結構、有明顯薄弱層的不規則結構以及有專門要求的建筑，除進行第一階段設計外，還要進行結構薄弱部位的彈塑性層間變形驗算并采取相應的抗震構造措施。定量實現罕遇地震下的設防要求。8.3結構性能目標選擇結構性能目標指相對于每一個設防地震等級所期望達到的抗震性能水準，結構及非結構構件的破壞及引起的后果都被認為是性能目標。對于每個預期水準的地震，結構的破壞和可否繼續使用的情況可參照建筑地震破壞等級加以劃分見表8.1。在基于性能的抗震設計時，可根據業主的要求除采用規范規定的設防目標外，建筑結構在不同地震水準下可供選定的高于常規設計的一般情況的預期性能目標可大致歸納如表8.2所示。8.4性能設計指標的選定及設計方法為實現預期性能的具體指標，設計應選擇提高結構或其關鍵部位的抗震承載力、變形能力和構造的抗震等級的具體指標，宜明確以下目標。即：在預期的不同的地震動水準下對結構的不同部位的水平、豎向構件不發生脆性破壞、形成塑性鉸、達到屈服或保持彈性等承載力要求；在不同地震動水準下結構不同部位的預期彈性或彈塑性狀態；在相應情況下構件延性構造的高、中、低要求。整個結構不同部位的構件（豎向和水平）可選用相同或不同的抗震性能要求。（1）結構構件對應不同性能要求的承載力參考指標見表8.3。

（2）結構構件對應于不同性能要求的層間位移參考指標。結構構件需要按地震殘余變形確定使用性能時，在滿足提高抗震安全性能要求的條件下，對應于不同性能要求的層間位移參考指標見表8.4。

（3）結構構件的細部構造對應于不同性能要求的抗震等級，可按表8.5選用。不同性能要求的位移和延性的要求為：Ⅰ、性能A：在大震作用下位移可按線性彈性計算，約為，震后不存在殘余變形。Ⅱ、性能B：在大震作用下，震時位移小于2，震后殘余變形小于0.5，延性系數，可采用低延性構造。Ⅲ、性能C：在大震作用下，阻尼有所增加，震時位移約為4-5，震后殘余變形約為（考慮剛度退化），延性系數，采用中等延性構造。Ⅳ、性能D：在大震作用下，考慮等效阻尼加大和剛度退化，震時位移約為7-8，震后殘余變形約為2，延性系數，采用高延性構造。8.5不同抗震性能水準位移控制目標（1）地震層剪力和地震作用效應調整，應根據結構進入彈塑性階段程度的不同采用不同的方法。a、構件處于開裂階段或剛剛進入屈服階段，可取等效剛度和等效阻尼，按等效線性方法估算。b、構件處于承載力屈服至極限階段，宜采用靜力或動力彈塑性分析方法估算或采用前述第3水準中提到的簡化方法計算。c、構件處于承載力下降階段，應采用計入下降段參數的動力彈塑性分析方法估算。（2）構件層間彈塑性變形計算，應按實際承載力并計入重力二階效應，風荷載和重力作用下的變形不參與地震組合。（3）在中震作用下，混凝土構件的初始剛度宜采用長期剛度，一般可取0.85簡化計算。8.6結構抗震性能設計對彈塑性計算分析的要求結構抗震性能設計時，進行彈塑性計算分析應符合下列要求。（1）分析方法的選用：a、高度不超過150m的建筑，可采用靜力彈塑性分析法。b、高度超過200m的建筑，應采用彈塑性對程分析法。c、高度在150~200m之間，根據不規則程度選用靜力或動力時程分析法。d、高度超過300m的結構、新型結構或特別復雜的結構，應有兩個獨立的計算，互相校核。（2）鋼筋混凝土構件的截面尺寸、配筋及鋼結構的截面規格，直接影響彈塑性分析的計算結果，因此，計算時應以實際情