طراحی مبتنی بر عملکرد (PBD)، فلسفه طراحی لرزهای است که اهداف عملکرد را برای یک سازه در چندین تراز خطر بهصراحت تعریف میکند و از رویههای تحلیلی برای اثبات دستیابی سازه به آنها بهره میگیرد. این رویکرد جانشین مدرن طراحی تجویزی مبتنی بر آییننامه است.
طراحی مبتنی بر عملکرد (PBD)، چارچوب طراحی است که در آن عملکرد یک سازه بهصراحت تعریف، کمّی و در برابر چندین تراز خطر لرزهای راستیآزمایی میشود. برخلاف طراحی تجویزی سنتی — که در آن انطباق با نیروها و قواعد جزئیات تجویزشده آییننامه برای تضمین عملکرد کافی فرض میشود — PBD از مهندس میخواهد از طریق تحلیل اثبات کند که سازه اهداف عملکرد مشخصی را تحت ترازهای خطر مشخص برآورده خواهد کرد. این تغییر از قواعد تجویزی به اهداف عملکرد ناشی از این شناخت بود که طراحی با کمینه آییننامه همیشه عملکردی که مالکان و جامعه انتظار دارند را ارائه نمیدهد، بهویژه برای تأسیسات حیاتی یا سازههایی با ارزش اقتصادی یا اجتماعی بالا.
مفهوم محوری در PBD، هدف عملکرد است که یک تراز خطر را با یک وضعیت عملکرد مورد انتظار جفت میکند. چارچوب کلاسیک چهار سطح عملکرد تعریف میکند — عملیاتی (O)، بهرهبرداری بیوقفه (IO)، ایمنی جانی (LS) و جلوگیری از فروریزش (CP) — و آنها را معمولاً با ترازهای خطر از مکرر (۵۰٪ احتمال تجاوز در ۵۰ سال) تا بسیار نادر (۲٪ در ۵۰ سال) جفت میکند. برای ساختمانهای معمولی، کمینه آییننامه معمولاً متناظر با ایمنی جانی تحت زلزله تراز طراحی (۱۰٪ در ۵۰ سال) است. برای تأسیسات حیاتی نظیر بیمارستانها، هدف ممکن است بهرهبرداری بیوقفه تحت همان خطر باشد — به این معنا که بیمارستان باید پس از زلزله طراحی عملیاتی باقی بماند. برای ساختمانهای بسیار بلند یا شاخص، مالک ممکن است جلوگیری از فروریزش تحت حداکثر زلزله در نظر گرفتهشده (۲٪ در ۵۰ سال) یا حتی عملکرد بالاتر را مشخص کند. چارچوبهای مدرن نظیر FEMA P-58 و روش PEER PBEE فراتر میروند و عملکرد را برحسب هزینه تعمیر احتمالاتی، زمان توقف و تلفات جانی بیان میکنند که مقایسه مستقیم گزینههای طراحی بر پایه هزینه-فایده را میسر میسازد.
طراحی مبتنی بر عملکرد از طریق تحلیل غیرخطی پیادهسازی میشود، معمولاً تحلیل تاریخچه پاسخ غیرخطی (NRHA) با مجموعهای از حرکات زمین، یا تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوشآور) برای موارد کمپیچیدهتر. تحلیل، پاسخ سازه — دریفتهای میانطبقهای، تغییرشکلهای عناصر، جابهجاییهای باقیمانده — را پیشبینی میکند و اینها با معیارهای پذیرش استانداردهایی نظیر ASCE 41 یا FEMA 356 مقایسه میشوند. اگر سازه تحت همه ترازهای خطر معیارها را برآورده کند، طراحی پذیرفته میشود. در غیر این صورت، طراحی بازنگری میشود — معمولاً با افزودن سختی، مقاومت یا میرایی، یا با تغییر کامل سامانه سازهای. PBD امروز برای ساختمانهای بلند، بیمارستانها، تأسیسات هستهای و زیرساختهای بزرگ در سراسر جهان استاندارد است. در ایران، طراحی مبتنی بر عملکرد بهطور فزایندهای برای تأسیسات حیاتی به کار میرود و در آییننامه ایرانی (استاندارد ۳۶۰ برای ساختمانهای موجود و نسل جدیدتر آییننامههای طراحی) به رسمیت شناخته شده است. چالشهای اصلی PBD اتکای آن به مدلسازی دقیق، عدم قطعیت ذاتی در انتخاب و مقیاسبندی حرکت زمین و هزینه محاسباتی تحلیل غیرخطی در مقیاس بزرگ است.