69.基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法的联系和区别是什么?

基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法在设防目标、设计方法和抗震构造措施等方面的异同点如下：

（1）建筑抗震设防目标

抗震设防目标实际上是地震设防水准与结构性能水准的组合。

1）常规抗震设计方法即《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）抗震设计方法，其基本思想和原则仍以“三个水准”为目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

50年内超越概率为63.2%的地震烈度为众值烈度，比基本烈度约低一度半，规范取为第一水准烈度；50年内超越概率为10%的地震烈度为基本烈度，规范取为第二水准烈度；50年内超越概率为2%～3%的地震烈度为罕遇地震的概率水准，规范取为第三水准烈度；当基本烈度6度时为7度强，7度时为8度强，8度时为9度弱，9度时为9度强。

第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理可继续使用；第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

衡量遭遇强烈地震后建筑“不坏、可修、不倒”等破坏程度，应依据建设部（90）建抗字第377号文《建筑地震破坏等级划分标准》的规定执行。该规定将建筑遭受地震后的损坏程度分为：基本完好、轻微损坏、中等损坏、严重破坏和倒塌，每个等级的破坏状态描述和房屋继续使用的可能性划分见表4-9。

2）基于性能的抗震设计是根据地震作用的不确定性（发生时间、强度和持续时间等）以及结构抗力的不确定性等特点，对不同风险水平的地震作用，使结构满足不同的性能要求。也即在建筑结构设计使用年限内可能发生的地震作用时，建筑结构的地震反应和破坏程度均在地震设防要求的范围内，不仅能保证生命安全，而且能确保经济损失最小。其实质上就是一种试图对建筑结构的反应和破坏程度进行控制的设计方法。抗震设防水准是指未来可能作用于建筑场地的地震作用的大小，也称为地震风险性水平。《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）将地震设防水准分为三级多遇地震（小震）、设防烈度地震（中震）和预估的罕遇地震（大震）。性能水准是指建筑物在特定的某一地震作用下预期破坏的最大程度。此处的建筑物包括结构、结构构件、非结构构件、室内物品和设施以及对建筑功能有影响的场地设施等。《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）性能水准分为5级（详见70题）。

比较常规设计方法的设防目标与基于性能的设防目标可见：

①两者的设防思想相同，即对于强度低、出现频率较高的地震，应保证建筑物使用良好；而对于强度高、出现频率较低的地震，允许建筑物有一定程度的损坏，但不允许倒塌或发生危及生命的严重破坏。

②常规设计方法的设防目标单一，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”，主要保证生命安全，尽管也将建筑物分为甲类、乙类、丙类和丁类，以采取不同的抗震措施，隐含多级设防思想，但按此设计的结构能够达到的性能水准不够明确。

③基于性能的抗震设计明确提出了多级设防目标（性能目标），虽然它所采用的地震设防水准和性能水准与常规设计方法有相似之处，但它所确定的设防目标包含了人身安全和财产损失两个方面的要求，故在设计过程中应进行全面的费用与效益分析，以选择经济效果最佳的结构抗震设计方案。另外，抗震设防目标除采用常规设计方法的设防目标外，也可采用“中震不坏、大震可修”和“大震不坏”不同的设防目标，这是基于性能的抗震设计与常规抗震设计的重要区别。

（2）建筑抗震设计方法

1）为了实现三水准的抗震设防目标，常规抗震设计方法采用两阶段的抗震设计。第一阶段设计主要是结构构件承载力计算和弹性变形验算，采用多遇烈度的地震参数，按弹性反应谱计算结构的地震作用标准值和相应的地震作用效应（内力和变形），将地震作用效应与相应的重力荷载效应组合，据此进行构件截面承载力计算；通过概念设计（若采取内力调幅和相应的抗震构造措施）来满足第二水准和第三水准地震的宏观性能控制要求。第二阶段设计是结构在大震作用下的弹塑性变形验算，对复杂和有特殊要求的建筑结构，按罕遇烈度的地震参数计算水平地震作用，据此对结构进行弹塑形变形验算；要取其薄弱部位应满足在预期的大震作用下不倒塌的弹塑形位移限值，并采取专门的抗震构造措施。

2）基于性能抗震设计方法（以基于位移的抗震设计方法）：根据预先选择的性能目标，用量化的位移指标确定结构的目标侧移曲线，据此计算等效单自由度体系的等效参数及原多自由度体系的基底剪力和各质点的水平地震作用；然后对结构进行刚度设计和承载力设计；对如此设计的结构进行目标侧移曲线比较，若两者基本符合，则上述设计结果有效，否则应重新设计，直至满意为止。在上述计算中，如要求结构在多遇烈度地震作用下达到某一性能水平，则按多遇烈度的地震参数验算结构的基底剪力和各质点的水平地震作用；同样，如要求结构在基本烈度或罕遇烈度地震作用下达到某一性能水平，则按基本烈度或罕遇烈度的地震参数计算结构的基底和各质点的水平地震作用。

由此可见：

①常规抗震设计方法是基于承载力的设计，虽然也进行变形验算，但只是将变形作为校核手段，设计人员和业主并不清楚结构的性能水平。

②基于性能/位移的抗震设计一开始就将位移作为设计变量，其设计过程就是对结构性能目标的控制过程，因此，结构在未来地震中的形态是可以预测的。

③常规抗震设计方法仅要求计算小震作用下结构构件的承载力和验算大震作用下结构的弹塑性变形，对中震作用下的结构形态未进行控制。而基于性能的抗震设计，要求对不同的地震设防水准、不同的性能水准均进行控制。

（3）抗震构造措施

1）常规抗震设计方法按规范规定的构件截面的抗震构造措施，主要是根据结构类型和重要性、房屋高度、地震烈度、场地类别等因素确定，是对结构抗震性能的宏观定性控制。设计人员被动地采取抗震构造措施，并不清楚在采取这些措施后，结构在地震时的性能如何。

2）基于性能的抗震设计是根据结构在一定强度地震作用下的变形需求，通过对构件截面变形能力的设计，使结构有能力达到预期的性能水准。这样可以把结构的性能目标要求与抗震措施联系起来，是一种定量的抗震措施，设计人员主动通过抗震措施来控制结构的抗震性能，因而对结构在未来地震时的性能比较清楚。

基于性能抗震设计与常规抗震设计方法的比较见表4-10。