往期文章回顾：
结构抗震性能设计01：初识性能设计
结构抗震性能设计02：地震力与破坏程度的量化
微观层面
在文02中我们了解了破坏程度的宏观与构件层面的度量方法，很自然会想到宏观的破坏一定是由微观材料的破坏组成的，如果我们知道了结构每个构件中每个材料点的损坏程度，就可以知道它宏观的损坏程度。
上面左图所示为在实验中破坏的梁截面，我们先沿梁长把梁分为多个小段，再把截面按上面右图所示划分为多个小格，从而把一根梁切割为众多个小纤维，这样就可以根据小纤维破坏的数量和程度来确定这根梁的破坏程度。
上表规定了材料微观破坏程度的量化标准，对应于不同的损坏程度分别从混凝土和钢筋两个层面加以度量。损坏程度1~3级时，混凝土变形程度均为主压应变小于0.2%左右的峰值压应变，钢筋变形程度从1级到3级逐渐加大，3级不能超过0.5%，可以看出轻度损坏以下混凝土的变形与破坏比较轻微。从中度破坏开始，混凝土的破坏开始逐渐加重，当混凝土应变超过1.2倍峰值应变时，仅由混凝土单个破坏指标即可确定损坏程度。当钢筋应变超过1%时，受拉时由于裂缝过大达到了比较严重损坏的水平。钢筋和混凝土粘结在一起从较长距离来看可以认为没有相对滑移，受拉和受压时它们的应变都是相同的，由于混凝土压应变限值比钢筋应变限值要小的多（峰值应变大约0.2%左右，极限应变大约0.33%左右），故而受压时可仅依据混凝土的压应变数值来判断；而混凝土是允许受拉开裂的，不控制拉应变，所以受拉时可仅依据钢筋的拉应变数值来判断。实际上钢筋的延性性能非常好，应变达到10%以上时承载力也不会降低，控制钢筋拉应变本质上是控制混凝土的开裂程度。
我们计算出一根梁每个混凝土纤维与钢筋纤维的应变之后，就可经综合判断知道这根梁的损坏程度，然后统计所有梁、柱的损坏数量与损坏程度，得到整体结构的性能水准与性能目标等级。
至此我们就把宏观、构件、微观这三个层面的损坏判别方法讲完了。在实际项目的性能判断时，我们可以选择1、2或者1、3组合，或者1、2、3组合进行判断，构件层面和微观层面通过采用不同本构关系的软件实现。
关键构件、普通竖向构件、耗能构件
文01中我们把人体器官的重要程度由低到高分类为肌肉、骨骼、脏器三类，肌肉起到保护骨骼及脏器的作用，但自身的损伤轻重对维持生命没有直接的影响；骨骼支撑身体并且和肌肉一起保护脏器，骨骼破坏后脏器将无法安放，重要程度大于肌肉；脏器直接起到维持生命体征的作用，重要性最高。
1、耗能构件
在建筑结构中，耗能构件主要指部分水平构件与专门的阻尼器，如连梁、框架梁、屈曲约束支撑、粘滞阻尼器等，它们破坏后不影响承担竖向荷载，并且其在破坏过程中起到消耗地震能量的作用，对结构的作用相当于电路中的保险丝，既保护了主体结构又便于破坏后的维修。下图为形成塑性铰的梁端示意及耗能机理：
左图中梁端塑性铰开裂处钢筋随着地震往复作用出现反复的拉伸与压缩，右图为钢筋在此过程中的滞回曲线，即往复荷载作用下的力与变形关系曲线。滞回曲线的纵坐标为力，横坐标为位移，力与位移的积为钢筋做的功，当钢筋屈服进入塑性段后，卸载（外力减小）时会产生残余变形，使得钢筋消耗部分地震能量，这个耗能的数值等于滞回曲线与X轴所围面积的大小。一次地震对结构输入的总能量大致是固定的，通过塑性铰可以周期性的消耗掉地震能量，当结构单位时间内消耗的能量大于输入的能量时动能变小，结构逐渐恢复静止，这就是耗能构件的作用原理。
提高耗能构件的耗能能力，就是提高其延性，也就是延长上图中滞回曲线的水平段，使其在一个循环中可以包围更大的面积。对于水平构件来说受压区高度决定了钢筋的伸长量，受压区高度越小钢筋的伸长量越大，吸收的能量越多，增加受压区钢筋可以减小受压区高度，拉压区对称配筋时受压区高度可减小为2倍保护层厚度；提高配箍率可形成套箍作用，可以使混凝土在较大压力作用下形成多个纵向短柱时，箍筋可以有效的将其捆绑在一起，避免小的短柱受压失稳，从而可以有效加大混凝土的极限压应变和极限压应力。因此提高受压区纵筋量以及加大配箍率是提高梁延性最有效的方法。
设计耗能构件时，由于希望其最先破坏，设计内力不能放大，广东高规甚至将耗能构件内力乘以0.9的折减系数，就是针对性的控制破坏顺序，同时也是保护其它更重要的构件，强柱弱梁就是这种设计理念的具体体现。
抗震设计时，通过强竖向构件、弱水平构件的设计思路，使尽可能多的水平构件首先产生塑性铰，是一种很好的舍车保帅的抗震设计思路，相当于用肌肉保护了骨骼与脏器，地震过后，对破坏的塑性铰部位进行适当维修就可以恢复如新了。
本文给大家讲解了耗能构件的设计理念与方法，下文会接着讲关键构件及普通竖向构件，敬请继续