基于位移抗震设计方法是结构基于性态抗震设计最实用的方法之一,结构位移需求确定则是基于位移抗震设计方法理论研究中主要内容之一。等效线性化方法是将非线性结构体系等效成具有等效周期和等效阻尼比的线性结构体系,依此近似求解非线性位移需求谱的常用方法,等效线性参数的合理取值是保证其精确求解位移需求谱的关键。既有研究表明用割线刚度法求解等效线性参数将使得位移需求谱计算产生较大误差,因此传统统计分析方法是当前学术工程界求解等效线性参数的主要方法。然而传统统计分析方法存在以下两点不足之处：①现有的用均方差或概论分布情况判别等效线性参数的最优解会带来一定的误差,同时这两种判别准则也无法在位移需求谱求解中考虑结构安全度的影响；②在等效周期和阻尼比的二维空间内采用全范围的搜索计算,使得现有的传统统计分析方法计算量庞大,效率不高。本文针对传统统计分析方法所存在的不足进行了深入研究。结合原有以均方差和概率分布的判别准则,提出一种综合判别准则来求解最优的等效线性参数,这种判别准则不仅弥补了前两种判别准则的不足,同时也可进行结构安全度的考虑。为了提高传统统计分析方法求解等效线性参数的效率,本文还提出了求解等效线性参数的智能粒子群优化算法,通过数值计算验证了其可行性和高效性,并对四种不同的粒子群优化算法搜索效率进行了分析比较,结果表明带收缩因子的粒子群优化算法求解效率最高。基于以上研究成果,本文最后以双线性滞回曲线模型和双线性刚度退化模型的单自由度非线性系统为研究对象,在考虑不同结构安全度的情况下,求解了基于等位移延性系数和等强度折减系数的等效周期和等效阻尼比的最优组合解。为了便于实际工程的应用,本文还采用最小二乘法对等效线性参数的最优组合解进行了计算公式的拟合,并用位移反应误差的平均值和标准值分布评估了这些计算公式的合理性。