多级抗震

摘要：我国是一个地震多发生的国家，饱受地震灾害，因此，最大限度地减轻地震灾造成的各类损失是我们工程技术人员和政府十分关心致并致力解决的问题。本文针对我国建筑抗震设计规范GB50011-2001展开讨论。

关键词：建筑抗震设计规范

1 简述我国建筑抗震设计规范GB50011-2001

GB50011-2001明确提出了减轻建筑的地震破坏，避免人员伤亡，减少经济损失的目的。建筑抗震规范就是为达到此目的而对建筑有关问题所做出的一系列规定和要求。它是将从事建设活动的有关各方组织协调一致的约束性文件，涉及到对地震作用的客观反映，对结构抗震性能的考虑，对建筑场地和建筑物地基不同条件的分析，对抗震计算方法的完善以及对长期抗震建筑经验的总结与应用。

我国建筑抗震规范实际上是根据科学的不断发展与建筑经验不断积累而完成的，因此，它的发展标志着科技进步的水平，抗震经验的积累、建筑结构变化的特征以及经济发展的水准，甚至抗震防灾理念的变化，最具有丰富的实践基础，最具有理论与实践紧密结合的特征和价值。在对我国建筑抗震规范从外部地震环境和建筑本身属性等决定地震对结构作用的诸因素，以及抗震计算方法和抗震建筑经验各方面研究时，必须首先注意各国建筑抗震规范抗震设防的基本思路和原则这个起着统帅作用的特点。

2 我国建筑抗震设计规范发展的若干讨论

我国现行建筑抗震设计规范GB50011-2001，代表了我国当代建筑抗震设计的新水平。其采用的基于概率统计的三水准多级设防标准；在确定地震作用时，考虑了地震的概率，震级，震中距，以及场地土性的影响；同时使用了静力理论的底部剪力法、动力理论的振型分解反应谱法和时程分析法来计算水平地震作用，以便发挥各自的优势；根据建筑结构的重要性不同对抗震措施和计算方法进行调整；采用不同的地震作用计算方法以适应不同的结构体系；分别采用弹性变形和弹塑性变形验算来保证结构小震不坏和大震不倒；根据地震危险性和建筑物地震反应特点确定需要进行竖向地震作用的建筑结构等，均反应了现行中国抗震设计的新水平和中国现阶段的国情与经济发展水平。

2.1 抗震设防水准与设防目标由于地震发生的随机性，我国现行建筑抗震设计规范中，对抗震设防水准采用基于概率分析的不同设防级别“小震，中震，大震”，应该说是合理的。我国现行规范采用了抗震设防烈度和设计基本地震加速度双重指标与不同的设防水准相对应。其中用设防烈度作为抗震设防指标是值得讨论的。抗震设防目标就是要尽可能地防止地震时及地震后建筑物的失效并保障人民的生命财产安全。由于在建筑使用寿命期间，地震发生的概率具有随机性，因此，对于不同大小的地震，根据建筑物的重要性和用途，采用不同基准的设防目标应该有其合理性。中国现行规范已采用了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三级设防目标。我国幅员辽阔，各地区的地震环境与风险性差异很大，经济发展和人口密度也极不平衡，导致各地区的地震危害性有非常大的差别。高地震危险性地区的低层和一般建筑也有很大的危险性，而相反处于低地震危险性地区的高层重要建筑，其危险性也不大。因此若能在设防目标上，进一步同时考虑建筑物的重要性及用途以及建筑所在地的地震危险性和经济水平，采用不同设防标准的设防目标应该值得考虑。

2.2 地震作用地震作用不仅受很多因素的影响，而且是地震发生概率的函数。当用某些参数来反映地震作用时，必须针对地震的某一个发生概率，或者说一定震级。一定时期内基于一定概率的地震可以用地震的强度，频谱特性及持续时间来描述。地震强度和频谱特性要受地震震级，震中距，场地类型，土质特性，甚至地震的传播方向的影响。由于地震的持续时间有很强的不确定性，而低强度地震的常时间作用会比高强度地震的短时间作用产生更大的破坏，目前，对它的影响常通过对地震强度和频谱特性的调整来反映，使地震作用常针对特定场地类型，用峰值地面运动特征值，或用特定阻尼单自由度体系修匀后的弹性反应谱特征值来反映。地震持时对结构的影响只有在时程分析法中才能考虑，而在拟静力理论的底部剪力法或振型分解法中合理考虑地震持时的方法，也就是如何考虑地震持时调整地震作用仍是一个需考虑的重要方面。

2.3 场地地基目前我国规范中，场地地基对地震动的影响常通过不同场地土的分类以及其特征周期值来反映。规范采用了剪切波速和场地土覆盖层厚度来对场地土进行分类，对不同场地采用不同的地震反应谱。

应该说规范中采用20米深度以内的折算剪切波速和80米以内的授盖层厚度来划分场地类型，并不能全面反映土层对地震动强度和特性的影响。在场地土分类时，可考虑标准贯入基数、承载力、地下水位等指标的不同变化对场地土分类的影响。不仅考虑场地土对地震动的影响，而且在计算方法、概念设计及构造措施上综合考虑不同场地土的影响应更具有合理性。

我国建筑抗震设计规范一直以来，没有考虑场地条件对地面运动峰值加速度的影响，其主要原因是缺乏场地土加速度在0.19以上的强震记录，这个问题说明有必要考虑场地条件对地面加速度峰值PGA的影响，并对抗震设计规范中的有关条款作相应的修订。

2.4 建筑结构建筑结构使用功能的重要性，体系的类型与施工因素等都是从建筑结构这个方面影响结构地震反应的重要因素。我国现行规范己对使用功能重要性不同的建筑进行分类，对于它们采取了调整地震作用和调整抗震措施等级以及调整计算方法等以区别对待；对于结构体系的类型，规范也对其进行了规定，要求对平面不规则的建筑结构，或立面不规则的建筑结构，进行水平地震作用计算和内力调整，即对复杂平面结构考虑了扭转振动效应，而对均匀对称结构采用了调整地震作用效应的方法考虑扭转效应。震害经验多次表明：即使是对称结构，有时也会产生扭转破坏；另外，地震作用本身也带有扭转分量，偶然偏心放大了结构的扭转效应，在扭转不规则的计算时应该考虑偶然偏心的影响。因此建议对规则结构，在采用调整地震作用效应的方法考虑扭转效应时，应考虑结构平面尺寸对扭转效应的影响，采用不同的调整系数。规范中考虑了建筑结构自振周期与阻尼对其振动特性的影响，但在地震剪力沿结构高度方向的分布上，仅对结构自振期大于特征周期1.4倍的多高层钢筋混凝土或钢结构房屋以及内框架砖房，考虑了结构自振周期的影响，加大了其顶部地震作用。

3 结语

当前，我国规范在多级抗震设防水准，确定地震作用，考虑场地地基和建筑结构对地震动的影响等方面均体现了现阶段我国的抗震技术水平，并符合当今我国的经济发展水平，在我国有着较好的实用性，但规范中仍有如下几点可待提高：未来的规范修订可考虑直接采用地震动参数作为设防指标，在设防目标上采用设防标准不同的设防目标；建筑物地面以上和地面以下部分振动特性的不同，可以分别采用不同的方法确定其地震作用；在场地土分类时，可考虑标准贯入击数、承载力、地下水位等指标对场地土分类的影响；逐渐扩大需考虑竖向地震作用效应的结构范围。

参考文献:

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