咱們結(jié)構(gòu)師耳熟能詳?shù)囊粋€(gè)設(shè)計(jì)方法是：二階段、三水準(zhǔn)。所謂的三水準(zhǔn)指小震不壞、中震可修、大震不倒，就是對(duì)結(jié)構(gòu)受到不同大小的地震力作用時(shí)的表現(xiàn)進(jìn)行控制，二階段指小震作用時(shí)采用彈性分析進(jìn)行計(jì)算，大震作用時(shí)采用精確的或者簡(jiǎn)化的彈塑性分析方法進(jìn)行計(jì)算。上面二階段、三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是適用的，但是當(dāng)我們接觸到更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、超高層結(jié)構(gòu)時(shí)就有些粗糙了，這時(shí)就需要采用更加細(xì)致的規(guī)定和更加精確的計(jì)算方法了。其原因我們可以從下面的例子來(lái)說(shuō)明：
我們由常識(shí)可以知道，核電站保護(hù)殼一旦在地震下破壞甚至開(kāi)裂，將造成大范圍的毀滅性后果，活動(dòng)板房破壞后只出現(xiàn)輕微的后果，普通高層住宅在地震中破壞會(huì)造成數(shù)百人的生命與財(cái)產(chǎn)損失，而央視這種大型全國(guó)性新聞建筑的破壞將造成全國(guó)性的影響。因此我們可以把它們的重要性進(jìn)行排序：核保護(hù)殼>央視大樓>高層住宅>活動(dòng)板房。我們上面提到的二階段、三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法適用于普通高層住宅，那么對(duì)于更加重要的央視大樓以及核保護(hù)殼，提出更加嚴(yán)格的要求就是一件很自然的事情了，這種重要建筑包括功能上更重要的和危險(xiǎn)性更高的建筑（復(fù)雜性超限和超高層結(jié)構(gòu)）。
性能設(shè)計(jì)的規(guī)范規(guī)定與形象化理解
這些更加細(xì)致和嚴(yán)格的要求在抗規(guī)、高規(guī)、鋼標(biāo)及一些重要的省標(biāo)中均有明確的規(guī)定，下列為高規(guī)的規(guī)定：
表3.11.1中的性能目標(biāo)由高到低分為a、b、c、d共4類(lèi)，相當(dāng)于一個(gè)產(chǎn)品從優(yōu)到劣分為4個(gè)質(zhì)量等級(jí)。地震水準(zhǔn)中的多遇地震、設(shè)防烈度地震、預(yù)估的罕遇地震分別對(duì)應(yīng)小震、中震、大震。性能水準(zhǔn)分為1~5個(gè)等級(jí)，指結(jié)構(gòu)的綜合破壞程度。上面那些術(shù)語(yǔ)既不容易理解又難以記憶，下面我們采用更加形象的方法來(lái)幫助大家記憶：
世界健美冠軍rony，體重大概130kg
輕中量級(jí)健美冠軍mr zhang，體重大概70kg
普通人路人甲，體重大概55kg
瘦弱的饑民，體重大概40kg
我們把結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)類(lèi)比為人的綜合抗擊打能力，從rony到饑民分別與a、b、c、d相對(duì)應(yīng)。我們用50kg、100kg、200kg的打擊力分別對(duì)應(yīng)小、中、大震，一定打擊力作用下不同體格人的整體表現(xiàn)分別對(duì)應(yīng)性能水準(zhǔn)1~5。我們可以想象一下，上面4個(gè)人分別受到200kg打擊力時(shí)，誰(shuí)僅需貼創(chuàng)可貼，誰(shuí)要進(jìn)icu進(jìn)行器官移植？顯然rony受200kg打擊力時(shí)，強(qiáng)壯的體格頂多產(chǎn)生輕微皮外傷，而饑民受200kg力時(shí)，內(nèi)臟器官可能都受到嚴(yán)重的損傷了。
我們?cè)俑鶕?jù)身體不同器官重要程度不同把肌肉、骨骼、內(nèi)臟對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的耗能構(gòu)件、普通豎向構(gòu)件、關(guān)鍵構(gòu)件。身體抗擊打的整體性能由肌肉、骨骼、內(nèi)臟在擊打時(shí)的表現(xiàn)來(lái)綜合衡量。
a級(jí)等級(jí)的rony，他在小震對(duì)應(yīng)的50kg打擊力時(shí)性能水準(zhǔn)為1，即宏觀損壞程度為無(wú)損壞，肌肉（耗能構(gòu)件）、骨骼（普通豎向構(gòu)件）、內(nèi)臟（關(guān)鍵構(gòu)件）均沒(méi)有任何損傷，相當(dāng)于結(jié)構(gòu)在小震作用時(shí)表現(xiàn)為彈性狀態(tài)；rony在中震對(duì)應(yīng)的100kg打擊力時(shí)性能水準(zhǔn)也是1，和50kg打擊力時(shí)的表現(xiàn)相同，反應(yīng)出他強(qiáng)悍的身體素質(zhì)；rony在大震對(duì)應(yīng)的200kg打擊力時(shí)性能水準(zhǔn)是2，宏觀表現(xiàn)為基本完好、輕微損壞，他的肌肉發(fā)生了輕微撕裂等輕微損壞，骨骼與內(nèi)臟器官均無(wú)損傷。
mr zhang、路人甲、饑民這三個(gè)等級(jí)在小震對(duì)應(yīng)的50kg打擊力時(shí)性能水準(zhǔn)均為1，相當(dāng)于任何結(jié)構(gòu)在小震時(shí)均應(yīng)該是彈性的，這是對(duì)結(jié)構(gòu)最基本的要求。mr zhang在100kg打擊力時(shí)性能水準(zhǔn)為2，比rony身體素質(zhì)差一個(gè)等級(jí)，此時(shí)肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官出現(xiàn)的創(chuàng)傷與rony受200kg打擊力時(shí)相同；mr zhang在受200kg打擊力時(shí)性能水準(zhǔn)為3，總體為輕度損壞，肌肉為普遍輕度撕裂、少量中度撕裂，骨骼為輕度骨裂，臟器也發(fā)生了輕度損傷?？傮w來(lái)看其身體素質(zhì)盡管不如rony，但也有強(qiáng)壯的身體，可以很好的抵抗外在的沖擊。
路人甲在100kg打擊力的表現(xiàn)與mr zhang在200kg打擊力下的表現(xiàn)相同，在200kg打擊力下為性能水準(zhǔn)4，即肌肉發(fā)生了中度撕裂、部分出現(xiàn)了嚴(yán)重的斷裂，部分骨骼出現(xiàn)了中度的骨裂，臟器出現(xiàn)了輕度損傷，此時(shí)整體表現(xiàn)為中度損壞。
我們?cè)賮?lái)看饑民的表現(xiàn)，在100kg打擊力下性能水準(zhǔn)為4，同路人甲在200kg打擊力時(shí)的表現(xiàn)；在200kg打擊力下性能水準(zhǔn)為5，此時(shí)肌肉已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的斷裂，部分骨骼也出現(xiàn)了嚴(yán)重的斷裂，臟器出現(xiàn)了中度的損壞，此時(shí)整體表現(xiàn)為比較嚴(yán)重?fù)p壞，需要進(jìn)icu進(jìn)行搶救了。
上面我們將不同堅(jiān)固程度的結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)的表現(xiàn)與不同強(qiáng)壯程度的人在受到打擊力時(shí)的表現(xiàn)進(jìn)行了對(duì)標(biāo)比較，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)有了更直觀和形象的理解。概括一下，性能目標(biāo)就是產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)，地震水準(zhǔn)就是檢驗(yàn)手段，性能水準(zhǔn)是一個(gè)產(chǎn)品在被考驗(yàn)時(shí)不同部位體現(xiàn)出來(lái)的綜合能力。