样式

础的性能化设计

[5]

等多性能因素；在多品种方面，仅就

单一的抗震性能来说，不仅要逐一对单个构件、特别

是主体结构构件进行承载力、位移和构造的性能设计，

还需要进一步对填充墙、吊顶系统、管道系统、电梯

系统等非结构构件或建筑附属设备构件进行抗震性能

设计

[6]

，势必产生额外的研发投入和海量的设计工作

量，使得仅有某些特殊的建筑产品可以在一定程度上

或局部采用这一方法。

由于设计指令对效率和质量的影响存在较大差

异，将建筑业与其它工业放在一起比较显失公平。当

设计是由客户主导和位置确定时，建筑生产就无法摆

脱单件性的束缚，极少能够重复，单件性完善建立和

广泛应用的得心应手的种种方法对效率和质量的提高

看起来却不怎么明显；若准备设计信息的时间和成本

增大，可能会相应减少施工的时间，导致操作者的加

班、劳累和工程质量问题

[7]

。因此，建筑产品的设计指

令可能在目前的技术条件下还需要尽可能地简单。

传统的建筑工程结构抗震设计基本都是遵循统一

的规范，除了偶尔要求限额设计之外，业主与设计者

之间也无需更多的沟通与交流。超限高层建筑工程设

计比较适合采用基于性能的抗震设计方法

[2]

，

部分原因

在于超限高层建筑的业主聘请了能够读懂技术语言的

专家。而建设市场主要是普通的工业与民用建筑，购

买商品房的真正业主绝大多数并不是专业人员，因此，

在有些情况下，建筑产品的设计指令也需要通俗。

为此，需要为数量众多、普通的民用建筑提供一

种简单而综合的性能化设计方法。

1 结实、健康、长寿的辩证关系

如果把建筑物形象地比喻为人，可以从结实、健

康、长寿的辩证关系来理解设计寿命综合性能:

一方面，抗震性能强意味着结实，但结实并不必

然长寿，就算能大震不屈服，但若将建筑物的钢筋长

期暴露于带有腐蚀的空气和土壤之中加速腐蚀，抗震

性能将逐渐降低，成为短命的建筑；反之，长寿的人

或建筑也不必然结实，但如果身体不健康天天打针吃

药，建筑物年年加固改造，生存质量差，地震破坏风

险高，也应当避免；

另一方面，人如果身体不结实，遇到个流行性感

冒就可能会丧命，建筑如果抗震性能若偏低，也会因

较大的地震而报废甚至倒塌；反之，人如果体质好，

偶遇重伤重病生存的概率就大，建筑如果抗震能力强，

即使发生较大的地震也只产生相对较轻微的震害。

总之，建筑物跟人一样，结实是保证、健康是基

础、长寿是目的，结构抗震性能与设计寿命之间存在

着强相关的合理匹配关系。

2 抗震性能与设计寿命的匹配关系

2.1 不同服役期的抗震设防标准的计算

周锡元、曾德民、高晓安

[8]

提出了估计不同服役期

结构的抗震设防水准的简单方法，对于设计基准期（设

计使用期或服役期）为 50 年的一般建筑，多遇地震、

基本烈度地震和罕遇地震（通常也称为“小震”、“中

震”和“大震”）相应的超越概率分别为 0.632、0.10

和 0.025(2%～3%)，也可以同义表述为重现期为 50、

475 和 1975 年。

假设地震发生的概率服从泊松分布，则服役期年

内烈度 I 超越 i 的概率（即超越概率)P

(I≥i)与年发

生率λ(I≥i)和服役期 T 的关系为：

(

) 1

I i

P I

-l( ³ )T

³ = -

（1）

地震的年平均发生率λ(I≥i)与地震重现期 RP(I

≥i)互为倒数，即 RP(I≥i)=1/λ(I≥i)，则式（1）

可表示为：

(

)

ln(1

)

RP I

P I

³ =

l( ³ )

- ( ³ )

（2）

对于每一对服役期和超越概率都可以标定出一个

重现期，则也可以用重现期来表示设防水准的高低。

假设“小震”和“大震”的概率定义是确定的，

以设计地震基本烈度 I 为基础, 取平均意义上的烈度

相关关系, 即多遇地震为 I-1.55 度, 罕遇地震为

I+1.0 度。对于不同的基本地震烈度区, 按照二次项插

值方法重现期为 X 的设防烈度可表示为：

(logX)

logX

（3）

当仅用于计算基本烈度时，其超越概率按照常规