中日抗震设计方法对比

• 恢复重建对策：
是在震后晚期恢复灾区正常经济社会生活、完善城市生命 线工程，进而根据基本烈度评定和地震小区划确定重建家 园规划的方针、政策和措施。
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地震对策（五）
• 平息恐慌对策：
是在没有发生地震的迹象，而由地震谣言或地震误传引起 社会恐慌的情况下，由政府和地震部门进行紧急平息以及 平时预防的方针、措施。 从某种意义上讲，及时平息这类事件实际上也就是一次成 功的地震预报。
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日本的震度（一）
日本的震度表
2011-6-21Biblioteka 24日本的震度（二）
震度与地震加速度的关系
震度 4 5 5.5 6 6.5 7
地震动加速度 0.034 0.107 0.191g 0.339 0.603 1.072 g g g g g
烈度与震度的关系
烈度 震度 6 4.34 7 4.94 7强 5.29 8 5.54 8强 5.89 9 6.14
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日本抗震设计标准制订的历程（一）
日本的建筑抗震设计标准大致经历了三个阶段。 第一阶段：抗震设计基准的导入（抗震设计不完 善的建筑物在地震中的受损） 始于1923年关东大地震后，为基于静态地震烈度 的允许应力设计——根据静态地震烈度的容许力 度设计（弹性设计）。 1924 修订市区建筑物法导入抗震设计基准。 K=0.1 设计水平震度 容许应力度法：（容许应力度= 材料强度的1/2）
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日本地震作用的计算
• 地震作用按加速度反应谱和速度谱设计。 • 地震加速度设计标准
小震：地震加速度约80gal，建筑物加速度反应约0.2G 大震：地震加速度约400gal，建筑物加速度反应约1.0G
• 对于大震情况下的输入地震动，并非一定要求对 建筑物进行弹性设计，只是要求建筑物为满足延 性应保持的水平承载力。
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中国的设防烈度（一）
中国的地震烈度表（MSK）
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中国的设防烈度（二）
• 小震：众值烈度，第一水准烈度，50年超越概率 63.2%，约50年一遇。 • 中震：基本烈度，第二水准烈度，50年超越概率 10%，约475年一遇。 • 大震：第三水准烈度，50年超越概率2~3%，约 1642年~2475年一遇 设防烈度与地震加速度的对应关系
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第二部分： 中日建筑设计标准的对比
中国建筑抗震设计标准制订的历程
• 1978年：《工业与民用建筑抗震设计规范》 （TJ11-78） 基于唐山大地震，采用基地剪力法 • 1989年：《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89） 增加震源距的影响（近震、远震） • 2001年：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001） • 2008年：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001， 2008年版） 汶川地震后基于抗震概念设计的修编 • 2011年：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2011）
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地震对策（二）
• 地震监测对策：
是地震部门为给地震预报提供基本的地震信息而布设测震、 前兆观测网络及信息传输系统并使 之合理化、高效能所采 取的措施。
• 地震预报对策：
是政府和地震部门对地震预报意见的决策及其处理方法。 其核心是一次地震预报意见应不应该发布、怎样发布。 一方面要根据地震预报研究的现状和预报的主要依据对预 报可能获得成功的程度作出估计； 另一方面必须根据该地区经济、人口、环境条件等对预报 发布与否可能产生的社会影响和效果作充分估计，在各种 利害因素中把握平衡，寻求可能的最佳方案。
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日本抗震设计标准制订的历程（二）
1950年实施建筑基准法，采用抗震设计基准设计 方法。 K=0.2 设计水平震度,容许应力基本等于材料强度。 （向第二期过渡时期） 1964年新泻地震和1968年十胜近海地震后，认识 到考虑最终强度、延性、非线性地震反应等的必 要性，1971年修订了建筑基准法实施令 钢筋构造规定——考虑延性，加强钢筋间隔规定 1977年，对既有钢筋混凝土结构的建筑物制定了 抗震鉴定标准与修复（加固）设计指南。
烈度、地震分组、场地土类别
• 计算地震荷载以及层间水平剪力 • 验算构件抗震承载力 • 抗震变形验算
基底剪力法、振型分解法、时程分析法
• 检验抗震构造措施
根据不同的抗震等级，采取相应的抗震措施
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日本抗震设计的原则
• 建筑物在使用期限内能够承受偶然发生的中等强 度的地震,并保证建筑无损坏;并且让建筑物在使用 期限内遇到极少发生的强地震时保证不坍塌,并不 会危及生命，“小震不坏，大震不倒”。 • 依据结构系统,房屋面积,高度等方面的差异,建筑 物应当满足一个或多个结构要求。 • 根据结构要求的顺序形成了一个设计流程。 • 建筑物应当遵从建筑物基本法强制法案,国土大臣 知照,基础设施和交通法,建筑结构协会规定等的相 关结构规定。
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中国抗震规范的基本规定（一）
• 用三个不同概率水准和两阶段设计体现“小震不坏、 中震可修、大震不倒”的基本设计原则。 • 以抗震设防烈度为抗震设计的基本依据，引入“设 计地震分组”，体现地震震级、震中距的影响。 • 不同类型的结构需采用不同的地震作用计算方法， 并利用“地震作用效应调整系数”，体现某些抗震 概念设计的要求。 • 按照建筑结构设计统一标准的原则，通过“多遇地 震”条件下的概率可靠度分析，建立了结构构件截 面抗震承载力验算的多分项系数的设计表达式。
中日建筑抗震设计标准对比 及建筑抗震设计对策
邓小华 重庆市设计院 教授级高级工程师 第二批赴日建筑抗震设计/鉴定加固学员
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“夺命的是建筑物，
而不是地震”
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主要内容
地震对策
中日建筑设计标准的对比
对日本抗震设计的认识和体会 日本311大地震及抗海啸设计
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多遇地震 基本地震
罕遇地震
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220
300
400
530
620
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中国抗震设计的思路
• 2阶段3水准设计 • 小震（多遇地震，比基本烈度低1.5度左右）时的 安全性
按弹性理论，通过构件的承载力验算，保证其安全性
• 中震（基本烈度）时的安全性
通过概念设计和抗震构造措施，保证其安全性
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地震作用设计反应谱
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日本地震力估算（一）
1）地面部分的地震力— —楼层剪力系数的定 义 ２）地下部分的地震力
k≧ 0.1 (1-H/40) Z Ci = Z Rt Ai Co Z：地震地区系数（1.0～0.7） Z ：地震地区系数（1.0～0.7） H：地下部分离地基面的深 度 Rt：振动特性系数 规定中度地震的地震力 Ai：表示地震楼层剪力系数 纵向分布的系数 Co：标准剪力系数，0.2以 上（中度地震）1.0以上 （大地震）
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日本抗震设计标准制订的历程（三）
• 第二阶段：抗震诊断基准・抗震修复指针的制定 （既有建筑） • 抗震设计基准的修订（新建筑物） （有抗震设计的建筑物因地震引起的机能障碍） • 1978年宫城县近海地震后，于1981年修订了建筑 基准法与实施令（新抗震设计法），考虑了最终 强度、延性、非线性地震反应等因素。 • 1995年兵库县南部地震（坂神大地震）后，对既 有不满足抗震要求的建筑物，颁布了促进抗震修 复（加固）的法律。
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日本的抗震设计方法
• 60m以下的建筑物：
容许应力法或保有耐力计算法（1981年） 极限耐力计算法，即性能设计法（2000年） 能量平衡法（2005年）
• 60m以上的建筑物：
弹塑性时程解析法
水准1地震（地震速度25cm/s）下层间位移角≤1/200 水准2地震（地震速度50cm/s）下层间位移角≤1/100 水准3地震（地震速度75cm/s）下层间位移角≤1/50
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地震对策（三）
• 工程抗震对策：
是对提高建筑物的抗震能力，以求减少人员伤亡和财产损 失而采取的结构性抗震措施。 根据规定的原则，对新建工程按抗 震设防标准进行设计， 对己有建筑物中低于抗震设防标准的 部分进行加固。 其核心问题是合理解决抗震安全与经济之间的矛盾，取得 投资效益。
小震、大震均应进行结构分析（计算）
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日本设计地震力的思路
• 抗震设计规定为2个阶段，地震力规定为2个等级 • 一次设计：少有发生的中度地震动产生的地震力
容许工作应力计算 抗中小程度地震动不毁坏 维持功能
• 二次设计：极少发生的最高级地震动产生的地震力
保持水平承载能力计算 抗大的地震动不毁坏 确保生命安全 最高级是中度的５倍
• 大震（罕遇地震，比基本烈度高1度左右）时的安 全性
一般情况下通过概念设计和抗震构造措施，保证其安全性 有必要时需进行弹塑性分析（验算此时的层间变位）验证 其安全性
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中国抗震设计的方法与步骤
• 根据地区设防烈度和建筑物设防类别确定建筑物 设防烈度 • 决定设计地震加速度反应谱（地震影响系数曲线）
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第一部分：地震对策
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地震对策（一）
• 地震对策：
七大对策——地震监测对策、地震预报对策、工程抗震对 策、社会防灾对策、救灾对策、恢复重建对策、平息恐慌 对策。
• 两大基础：
一是对于地震本身的运动特征及其所造成的直接破坏的了 解，即地震科学 另一个是人与社会对地震灾害的反应，即地震社会学