严重破坏 多数承重构件严重破坏或部分倒塌 倒 塌 多数承重构件倒塌
<0.9[⊿up] >[⊿up]
工程抗震研究所
Institute of Earthquake Engineering
对于每个预期水准的地震，结构的破坏和可否继续使用的情况均可参照 上述等级加以划分。于是，建筑结构在不同地震水准下可供选定的高于常规 设计的一般情况的预期性能目标可大致归纳如下的四个性能目标。 地震水准 性能目标1 性能目标2 性能目标3 性能目标4
Hale Waihona Puke 工程抗震研究所Institute of Earthquake Engineering
中国国家博物馆改扩建工程（例）
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改扩建后的中国国家博物馆
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2.0 0.76 1.63 0.98 1.74 0.64 0.75 1.09
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中震不屈服的目标与200年重现期地震 (约为提高一度)弹性目标的比较
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建筑抗震性能化设计
• 抗震性能化设计仍然是以现有的抗震科学水平和经济条件 为前提的，一般需要综合考虑使用功能、设防烈度、结构的 不规则程度和类型、结构发挥延性变形的能力、造价、震后 的各种损失及修复难度等等因素。不同的抗震设防类别，其 性能设计要求也有所不同。 • 鉴于目前强烈地震下结构非线性分析方法的计算模型和 计算参数的选用尚存在不少经验因素，缺少从强震记录、设 计施工资料到实际震害的详细验证，对结构性能的判断难以 十分准确，因此在性能设计指标的选用中宜偏于安全一些。 • 考虑当前技术和经济条件，慎重发展性能化目标设计方 法，规范3.10.1条明确规定需要对选定的抗震性能目标提出 技术和经济可行性综合分析和论证。
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3.5 3 2.5 Sa（g） 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 什邡八角 台站地震记录反应谱 T (sec) 4 汶川卧龙 台站地震记录反应谱 EW NS UD
3.5 3 2.5
EW NS UD
Sa（g）
2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 绵竹清平 台站地震记录反应谱 T (sec)
构件的延性构造：
——对混凝土构件主要指箍筋、边缘构件和轴压比等构造，不 包括影响正截面承载力的纵向受力钢筋的构造要求； ——对钢结构构件主要指长细比、板件宽厚比、加劲肋、侧向 支撑等构造；
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规范规定：结构构件细部构造对应于不同性能要求的 抗震等级，可按下表选用；结构中同一部位的不同 构件，可区分竖向构件和水平构件，按各自最低的 性能要求所对应的抗震构造等级选用：
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基于性能抗震设计方法（PBSD）的特点
• 多级设防目标：既要保证生命安全，又要避免经济损失过 大，更加注重非结构构件和内部设施的保护 • 引入投资-效益准则，在可靠和经济之间选择一种合理的平 衡。 • 设计具有更大的自由度，除了满足“共性”要求外，更加 注重“个性”设计，调动设计人员的积极性，利于新材料 、新技术的开发和使用。
性能3 性能4
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承载力特一级与中震不屈服初步比较
特一级 中震不屈服 构件状态 框架柱偏压 框架柱受剪 框支柱偏压 框支柱受剪 墙底部偏压 墙上部偏压 剪力墙受剪 Rd/γ RE> (1.2SGE+1.3SE) Ry≈1.2Rd>SGE+2.85SE (SE / SG)=
地震水准 多遇地震 设防地震 性能目标1 完好 完好,正常使用 基本完好, 检修后继 续使用 性能目标2 完好 基本完好,检修后继 续使用 轻微至中等破坏,修 复后继续使用 性能目标3 完好 轻微损坏,简单修理 后继续使用 其破坏需加固后继 续使用 性能目标4 完好 轻微至接近中等损 坏，变形＜3[⊿ue] 接近严重破坏,大修 后继续使用
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建筑结构遭遇各种水准的地震影响时，其可能的损坏状态 和继续使用的可能，通常采用《建筑地震破坏等级划分标准》 作为评判的依据。
名称 破坏描述 继续使用的可能性 变形参考值 一般不需修理即 可继续使用 不需修理或需稍 加修理，仍可继 续使用 需一般修理，采 取安全措施后可 适当使用 应排险大修，局 部拆除 需拆除 <[⊿ue] 1.5~2[⊿ue]
4
2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
EW NS UD
Sa（g）
1
2 T (sec)
3
4
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背立面
侧立面
模型1的残余变形严重
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更高性能目标的确定方法
• 方法一：地震动水准不变，提高建筑的性能水准
——《抗震规范》2010版采用的方法。 – 优点： ①不需要重新确定地震动参数， ② 性能目标具有很强的针对性（重要部位或关键构件） – 缺点： ① 设防目标不太明确，不能直接判断出防倒塌等基本性能要 求的概率水平。 ② 现行的设计方法和措施不再适用，需要专门研究各性能目 标的设计要求和构造措施。
抗震承载力水准汇总
小震下结构构件均应满足弹性设计
Sd < Rd
（增大系数>1.0、分项系数γ>1.0）
水准 水准4 水准3 水准2 水准1
中震的承载力可选择：
简称 极限安全 不屈服 弹性 不裂
设计表达式 Sk < Ru — =1，γ=1 Sk < Rk — =1，γ=1 Scd < Rd — =1，γ>1 Vk < 0.7ftkA
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从抗震能力的等能量原理，当承载力提高一倍 时，延性要求减少一半。
所有结构构件的抗震构造，均应满足避免发生脆性的 剪切或失稳破坏的最低要求。 同一结构中不同部位的构件构造，一般情况可按承载力 水准最低构件要求的延性等级采用；当承载力水准显著差异 时，可采用不同的延性构造要求。
承重构件完好；个别非承重构件轻微损坏；附属构 基本完好 件有不同程度破坏 (含完好) 个别承重构件轻微裂缝(对钢结构构件指残余变形)， 轻微损坏 个别非承重构件明显破坏；附属构件有不同程度破 坏 中等破坏 多数承重构件轻微裂缝(或残余变形)，部分明显裂 缝(或残余变形)；个别非承重构件严重破坏
3~4[⊿ue]
轻微至中等破坏, 其破坏需加固 修复后继续使用 后继续使用 (极限值复核)
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实现上述性能目标，需要落实到具体设计指标， 即各个地震水准下构件的承载力、变形和细部构造的 指标。仅提高承载力时，安全性有相应提高，但使用 上的变形要求不一定满足；仅提高变形能力，则结构 在小震、中震下的损坏情况大致没有改变，但抗御大 震倒塌的能力提高。因此，性能设计目标往往侧重于 通过提高承载力推迟结构进入塑性工作阶段并减少塑 性变形，必要时还需同时提高刚度以满足使用功能的 变形要求，而变形能力的要求——抗震延性构造可根 据结构及其构件在中震、大震下进入弹塑性的程度加 以调整。
罕遇地震
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更高性能目标的确定方法
• 方法二：建筑性能水准不变，提高地震动水准
• 优点：
①设防目标明确，基本性能目标的设防概率含义清晰 ②由于建筑的基本性能水准不变，可直接采用现行规 范中相对比较完善的一套设计方法和措施 • 缺点：需要重新确定不同概率水准的地震动参数。鉴于我国目
性能要求 性能1 性能2 结构构件对应于不同性能要求的构造抗震等级示例 构造的抗震等级 基本抗震构造。可按常规设计的有关规定降低二度采用，但不得 低于6度，且不发生脆性破坏 低延性构造。可按常规设计的有关规定降低一度采用，当构件的 承载力高于多遇地震提高二度的要求时，可按降低二度采用；均 不得低于6度，且不发生脆性破坏 中等延性构造。当构件的承载力高于多遇地震提高一度的要求时， 可按常规设计的有关规定降低一度且不低于 6 度采用，否则仍按 常规设计的规定采用 高延性构造。仍按常规设计的有关规定采用
γRE
0.80 0.85 0.80 0.85 0.85 0.85 0.85

1.4 2.82 1.8 3.02 1.1 1.3 1.9
0.5 1.02 2.19 1.31 2.35 0.85 1.01 1.48
1.0 0.87 1.88 1.13 1.99 0.73 0.87 1.26
1.5 0.81 1.72 1.03 1.84 0.67 0.79 1.16
前的中长期地震预报的水平以及其结果的不确定性，这一方法 的工程可靠性值得商榷。整体提高建筑物性能，针对性不强
基本地震动水准 常遇地震（63.2%/50 year） 基本地震（10.0%/50 year） 罕遇地震（2~3%/50 year） 更高地震动水准 50%/50 year 5.0%/50 year 1.0%/50 year 基本性能水准 充分运行1-A、基本运行1-B 生命安全3-C 防止倒塌5-D