随着对结构地震反应的不断研究以及基于性态的抗震设计理念的提出,人们越来越意识到位移这一指标在地震工程评价和设计中的重要地位,基于位移的抗震设计方法是现阶段实现基于性态的抗震设计最为便捷有效的方法,并有望成为抗震设计实用方法,成为未来抗震设计的发展趋势。基于位移的抗震设计(DBSD)以结构的位移作为控制结构性能的参数,在进行设计时,首先根据抗震性态水准的要求确定结构的目标位移,进而依次确定等效单自由度体系的等效质量、等效阻尼比、等效刚度和地震作用,最后完成构件的强度设计。因此,在基于位移的抗震设计中,目标位移的确定非常重要。目标位移的确定方法有很多种,然而这些方法都基于这样一个假设,即结构的反应由基本振型控制,并且在结构屈服前后侧向荷载分布模式保持不变,因此都不能考虑高阶振型的影响。根据已有研究成果可知,随着结构周期的增长,高阶振型对于结构的影响也逐渐增大,故这种只考虑第一振型的目标位移确定方法在用于周期较长或者说高振型参与比例较大的结构设计时,会有较大的误差,甚至可能出现对变形控制的失效。本文以国外新近开发的结构非线性分析工具OpenSees为平台,分别从结构非线性反应下各振型对顶点位移的贡献,以及R取值不同对结构非线性反应顶点位移的影响两个方面进行分析,研究基于位移设计顶点目标位移确定中引入高振型和非弹性影响的方法,具体内容如下:第一,以按我国7度0.15g区设计的5层和11层两个框架为例,以结构弹性反应为基础,介绍了将结构顶点位移按结构弹性振型分解的方法。进而深入到结构非线性地震反应,介绍了Chopra振型解耦的方法,并采用取结构顶点位移最大值时刻的特征值和对梁柱刚度进行折减两种方案,将结构非线性地震反应顶点位移进行分解,研究除基本振型外的高阶振型对结构顶点位移的影响,主要得出以下结论:①结构非线性地震反应顶点位移最大值随结构高度的增加和地震作用水准的增大而增大。②在同一地震水准下,随着结构高度增加,周期变长,第二振型和第三振型的参与比例明显增大;而同一结构在不同地震水准下第二和第三振型的参与比例没有明显规律。③对于周期较短的结构,地震水准(即大震、中震或小震)对于高振型参与比例的影响较大,且规律是地震水准越高,高振型参与比例越大。第二,以三个地震力降低系数Rd分别取2.5、3.25和4.0进行设计的框架为例,输入10条地震地面加速度记录进行非线性动力反应分析,对结构顶点位移最大值进行统计,得出以下主要结论:随着Rd取值的增大,结构非线性反应顶点位移也系统性增大,且Rd越大,顶点位移的增大越明显。这意味着在基于位移的设计中,还应该以R取值为依据,对顶点目标位移的确定方法进行修正。第三,根据以上结论,以FEMA356分项系数法为基础,引入高振型和R值的影响,对顶点目标位移的计算公式提出初步的改进建议。