在工程抗震和岩土工程领域,反应谱是用来表述地震地面运动强度的一种方法,它是抗震设计的基础。设计反应谱源于地震反应谱,它是不同场地在不同强度地震作用下的动力响应在平均意义下的一种表达。设计反应谱形状的规定、表达方式及其标定方法的研究是工程抗震领域长期关注的基本问题。如何给出一种能够更加真实地反应地震动频谱特性和场地动力特性的设计反应谱曲线,是重大工程工程抗震领域的热点问题之一。本文在现有研究的基础上,选取国内外1227条强震记录进行统计分析,围绕设计反应谱形状及标定方法开展了深入的研究,给出了一种新的设计反应谱表达方式,并提出新的场地相关反应谱的标定方法。主要研究内容及成果如下:（1）总结归纳和梳理了抗震设计反应谱的发展演化过程,对设计反应谱的标定原理进行了详细介绍和评述。通过对Newmark三参数标定法、双参数标定法、最小二乘标定法、差分进化算法和遗传算法的对比分析,讨论了目前各种标定方法的特点及其适用性。通过分析和讨论得出设计反应谱的表达形式和形状的规定是实现设计反应谱合理标定的关键问题。（2）通过对大量地震加速度反应谱曲线形态的研究,采取多种回归分析的方法对地震加速度反应谱曲线进行了分段拟合,在此基础上,总结提出了一种新的三段式设计反应谱曲线标定模型,对现行的设计反应谱形状和标定方法进行了改进。改进后的设计反应谱曲线在不同段分别由二次函数曲线,三次函数曲线和幂函数下降曲线构成。新的设计反应谱以曲线拟合代替了传统的设计反应谱在上升段和平台段的直线拟合,在一定程度上降低了原设计反应谱平台段表达对地震反应谱标定造成的离散性和误差。（3）按照场地类别、震级和震中距三个因素对参与统计的1227条强震记录进行分组,根据新的设计反应谱表达形式对每条反应谱曲线进行标定。通过分析标定结果,给出了新设计反应谱的特征参数(设计反应谱最大值β_max和特征周期T_g)并讨论了场地类别、震级、震中距对设计反应谱表达形式和特征参数的影响。（4）为满足我国重大工程场地地震安全性评价工作的需求,提出了一种新的场地相关反应谱的标定方法,并将新的标定方法与目前常用的标定方法进行了对比分析。同时,通过工程实例实现了本文提出的场地相关反应谱标定的新方法在工程中的应用。对比分析的结果表明,本文提出的标定方法精度相对较高,更能合理的反映场地相关反应谱的特征。设计反应谱是结构抗震设计中对输入地震动的一种规定,合理的规定设计反应谱及其地震动的输入方法是结构抗震设计的基石。自从上个世纪中叶科学家把地震反应谱应用到工程抗震设计领域以来,各国抗震设计规范大多采用加速度反应谱作为设计谱,并将不同风险水平的谱参数作为结构抗震设计的控制性地震动参数。在半个多世纪的工程应用中,科学家和工程技术人员从未停止对设计反应谱的研究和完善,以使其更加合理地反映场地地震动的特性。本文的工作对丰富反应谱理论有重要的科学意义,对推动反应谱的工程应用有重要的实际价值。