 （1）
 （2）
式中，  为对应于周期为T 、阻尼比为ζ的弹性加速度反应谱的伪加速度值；  单自由度体系的峰值位移，  单自由度体系的的屈服位移，μ为延性系数。
基于位移的抗震设计方法，对近断层脉冲型地震动影响的考虑，在本质上也是提高了弹性和非弹性反应谱谱值，增大了地震作用的计算值，最终通过提高混凝土结构的配筋或加大截面尺寸等方法来考虑近断层脉冲型地震动的影响。这种考虑近断层脉冲型地震动方法的合理性还需要进一步研究，因为当峰值加速度相同时，近断层脉冲型地震动与一般远场地震动引起的楼层位移分布模式不同，这对于多自由度体系初始位移向量的指定和将总的地震作用分配于各楼层的分配方法都有影响，即如果采用与一般远场地震动相同的位移向量和总地震作用分配方法，相当于认为近断层脉冲型地震动与一般远场地震动引起的楼层位移具有相同的分布模式，与实际情况不一致。而在目前的考虑近断层脉冲型地震动影响的基于位移的抗震设计研究中，均未考虑这种影响。另外，即使是针对近断层脉冲型地震动，提出了初始位移向量的指定方法和总的地震作用分配于各楼层方法，但在近断层脉冲型地震动存在的区域，也可能存在非脉冲型地震动，如何同时考虑二者对初始位移向量和总的地震作用分配方法也可能不是容易解决的问题。因此，当考虑近断层脉冲型地震动影响时，目前还不能采用基于位移的抗震设计方法进行设计。
3. 基于能量的设计方法
震害和试验结果均表明，结构的响应首次超越最大位移或最大承载能力的单一破坏准则，对许多实际震害现象都无法作出合理的解释，如1976年7月28日的唐山地震，南开大学主楼塔楼，在主震中虽然遭到严重破坏却没有倒塌，在余震中反而倒塌；1966年6月27日，发生于美国Parkfield的地震，地震动的峰值加速度很高，由于地震动持时很短，只有几秒，震害却不严重。合理的解释这些震害现象，需要考虑地震动持时引起的结构积累损伤破坏。基于力和基于位移的设计方法，都不能反应结构的塑性累计损伤，仅能反应首次超越引起的结构破坏，因此出现了基于能量的抗震设计方法[9-11]。
对单自由度体系其实现过程为：①计算已知结构的质量和周期；②跟据输入能量设计谱，计算结构的总弹性输入能量和总弹塑性输入能量；③采用Pushover方法，计算结构的滞回耗能能力；④如果结构的总弹塑性输入能量小于结构的滞回耗能能力，则设计满足要求，否则需要调整结构的截面尺寸等重新计算。对于多自由度体系其实现过程为：①将多自由度体系等效为单自由度体系，计算结构的总弹性输入能量和总弹塑性输入能量；②将总的弹塑性输入能量分配到各楼层；③采用Pushover方法，计算结构各层的滞回耗能能力；④判别各层的滞回耗能能力是否满足设计需求。在基于能量的抗震设计方法中，对于近断层脉冲效应的考虑，主要体现在构建输入能量谱时，考虑了脉冲型地震动。在本质上也是通过抬高输入能量谱的谱值，从而增大总的输入能量，最终提高混凝土结构的配筋或加大截面尺寸等方法来实现的。
事实上，近断层脉冲型地震动与一般远场地震动引起的输入能量在结构中的分布可能不同，因此在基于能量的抗震设计中，仅针对输入能量谱来考虑近断层脉冲型地震动的影响也不充分。另外，目前基于能量的设计方法，还存在很多问题，仅在日本和西班牙规范中有所体现，主要用于抗震评估验算，还未能应用于实际工程结构设计。因此，在考虑近断层脉冲型地震动影响时，还不能采用基于能量的抗震设计方法。
4 结语
从以上综述可以看出，当考虑近断层脉冲型地震动影响时：
（1）基于力的设计方法通过提高设计谱谱值，增大地震作用计算值，工程设计人员容易接受，具有很好的实用性，对抵御近断层脉冲型地震动的也有一定的作用；
（2）基于位移的抗震设计方法，在本质上也是提高了弹性和非弹性反应谱谱值，但对于多自由度体系，初始位移向量的指定和总的地震作用的分配仍需深入研究；
（3）基于能量的抗震设计方法，在考虑近断层脉冲型地震动影响时主要体现于输入能量谱，而输入能量在如何结构中进行分配仍需深入研究。免费论文。
（4）在当代进行结构抗震设计时，只能采用基于力的设计方法。基于位移和基于能量的设计方法还存在较多问题，需要进一步研究才可能应用于工程实际。
1.刘启方, 袁一凡, 金星, 丁海平. 近断层地震动的基本特征[J].地震工程与工程振动, 2006, 26(1): 1-10.
2.John Hall. Seismicresponse of steel frame buildings to near-source ground motions[D]. Dalifonia Institute of Techonology Earthquake Engineering Research Laboratory for the Degree ofDoctor of Master, 1997.
3.李爽, 谢礼立. 近场脉冲型地震动对钢筋混凝土框架结构影响[J]. 沈阳建筑大学学报2006,22(3): 406-410.
4.胡聿贤著. 地震工程学(第二版)[M]. 地震出版社,北京: 2006.
5.李爽. 近场脉冲型地震动对钢筋混凝土框架结构影响[D]. 哈尔滨工业大学硕士学位论文, 哈尔滨, 2005.
6.Chandler A M, Lam N T K. Preformace-BasedDesign in Earthquake Engineering: A Muti-Disciplinary Review [J]. EngineeringStructures, 2001, 23(12): 1525-1543.
7.Sullivan TJ, Calvi, G M, Priestley M J N. Initial stiffness versus secant stiffness indisplacement based design[C]. 13WCEE, 2004, No. 2888.
8.辛力, 梁兴文, 童岳生. 基于位移的抗震设计中结构设计承载力的取值研究[J]. 地震工程与工程振动, 2009, 29(2): 35-41.
9.李菊芳. 建筑结构基于能量的地震反应分析及设计方法[D].西安建筑科技大学硕士学位论文, 西安, 2004.
10.Salazar A Rand Haldar A. Energy dissipation at PR Frames under seismic loading [J].Journal of Structural Engineering ASCE, 2001, 127(5): 588-592.
11.江辉. 近场地震下桥梁结构基于性能抗震设计的能量方法[D]. 北京交通大学博士学位论文, 北京, 2007.
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