中美欧水平地震作用的比较
中、美、欧三国抗震规范对比
六、算例和结论
算例（5层钢筋混凝土框架结构）
层高3.5m，板厚120mm，8度（0.20g），一组，II类场地，楼面均布活荷载 2.5kN/m2，附加恒载1.8kN/m2，混凝土C30，钢筋fy＝360Mpa，fyv＝210Mpa。
美国IBC2003
• A-F类场地 • 波速测深30米 • 基岩700~1500米/秒
欧洲prEN1998
• A-E, S1,S2类场地 • 波速测深30米 • 基岩800米/秒
中美规范场地分类换算关系
vs(m/s) 1524
762
II
366 183
03
15
50
A
B
C
D
E
dov(m)
中欧规范场地分类换算关系
4423
2250
2250
2250
2250
1.77% 0.9%
0.9%
0.9%
0.9%
1071
773
615
727
572
0.78% 0.56% 0.45% 0.53% 0.42%
算例结论
• 与IBC-2003相比：对于延性较小的结构，IBC-2001 偏于保守；对于延性较大的结构，GB50011-2001 偏于保守；对于延性适中的结构，两本规范是相当 的。
2.5 TC q T
ag
ag
S
2.5 q
TCTD T2
ag
0 T TB TB T TC
中美规范地震作用计算的对比
动态计算方法
弹性时程分析法
弹性时程分析法 静力方法主要指“底部剪力法”，美国规范中称为等效侧力法（equivalent lateral force procedure）。 动力方法主要指“振型分解反应谱法”，美国规范中称为振型反应谱分析（Modal response spectrum analysis）;动力方法还包括各种时程分析法----线性或非线性。 中美规范都使用上述两种方法。
美国规范ASCE7-10做了相应规定： 直接采用弹塑性反应谱理论，直接取设计地震(50年超越概率 为10%)进行结构的抗震承载力验算和变形验算，在计算地震作用时就 考虑了结构的塑性耗能要求。 在设计地震作用下，允许结构进入非弹性工作阶段，可以有轻 微的损坏，并通过结构反应调整系数 R 来折减弹性地震作用，即考虑 了结构的弹塑性变形能力在弹性反应谱中的折减。由于结构反应调整 系数与结构的位移延性有关，因此，并不需要按设计地震水准下的峰 值反应加速度来确定结构的设计地震力，而是取不同的结构自振周期 段的结构反应调整系数 R ，以降低后的峰值反应加速度作为设计峰值 反应加速度，并由此确定设计地震力。 [1]
则：ASCE
情况4 GB500112010 ASCE7-10 8度设计地 设计地震分 震加速度值 组为第三组 0.2g E类场地
则：ASCE
<2>7度区Ⅳ类场地罕遇地震 的中国、美国规范反应谱对比
3.中美规范的地震作用方法种类比较
底部剪力法 静态计算方法 地震作用计算 Push-over分析 振型分解反应谱法
查阅相关资料我们得到了中美框架结构的抗震设计的相关区别： ①在结构设计方面，美国采用周边抗震框架结构形式，仅由边榀抗震 框架来承担整体结构的地震作用，其柱截面尺寸较大，除底层柱纵筋 配筋率小于中国外，其余楼层柱纵筋配筋率两国结果相差不大，美国 略高；美国规范对梁端、柱端加密区箍筋要求十分严格，其配箍率较 中国大出许多。从整个结构设计过程可以看出，美国特殊框架结构采 用低承载力高延性的设计思路，设计地震作用比中国低，但在抗震构 造措施上，尤其是箍筋配置方面比中国严格许多； ②在结构弹塑性时程分析整体反应方面，对于采用了综合框架模型的 中美框架结构，中国模型的整体变形仍然以剪切型为主，而美国模型 的整体变形中弯曲变形成分较多，与中国框架结构变形趋势存在一定 差异； ③无论是单榀抗震框架还是简化后代表三维空间结构的综合框架，中 美两国模型的破坏均为“梁柱混合铰”模式，但是中国模型柱铰位置较 为分散，分布于各个楼层，而美国模型柱铰集中分布于底层柱底，因 此美国框架结构有着与中国框架结构不同的耗能机制，即允许底层柱 底出铰，通过其变形来耗散能量。
中美抗震规范地震作用的比较分析
ｄｅｖｅｌ叩ｅｄ
ｔｏ
பைடு நூலகம்
ｕｓｉｎｇ ｔＩｌｅ
Ａｍｅｒｉｃ锄ｃｏｄｅ ＩＢＣ—２００９
其中丁为结构基本自振周期，死为长周期的拐点周期。 此外，Ｃ。不应小于０．０１，且对应于处在｜ｓ，≥０．６９ 区的结构，Ｃ。还不应小于下式值：
Ｃ。＝Ｏ．５ＳＩ／（肜，）
（９）
从基底剪力公式可看出：１）中美两国规范对结构 延性的处理方法不同，美国规范允许选用延性好的结 构体系来降低地震作用，同时规定Ｒ值越大的结构， 需满足更为复杂的构造措施，如混凝土结构抗震构造 措施需满足Ａｃｌ３１８第２１章的相关要求，钢结构抗震 构造措施需满足ＡＩＳＣ３４ｌ的相应要求。而中国规范 则不允许选择不同的延性结构来降低地震作用。２） 中美规范对重要建筑的设防概念不同，美国规范对重 要结构，通过提高其地震作用的方法来提高设防标 准。我国规范除对甲类建筑要求其地震作用应按高 于本地区设防烈度计算外，对乙类建筑则只要求提高 抗震措施而不提高地震作用，这是因为中国规范从我 国目前的经济水平出发，采用较为经济有效的方法对 重要建筑提高设防标准。 为了便于比较，本文给出了我国丙类建筑（即标 准设防类，对应于美国规范的结构重要性系数，＝ １．０）在中国７度一９度区，同时按ＧＢ ５００１ｌ－２０１０和 ＩＢｃ—２００９计算所得最大基底剪力值，见表１０。
Ⅲ
０．１２ Ｏ．１５ Ｏ．１８ Ｏ．１５ ０．１９ ０．２３ ０．１７ ０．２ｌ
（７） （８）
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换首先是地震烈度。
中美两国使用不同的地震烈度评定标准，分别是中国的《地震烈度评定标准》和美国的《修订版美国地震工程规范》。
虽然两者评定标准不同，但通过一定的转换关系可以相互对应。
一种常用的转换方法是根据地震烈度的描述特征进行转换，例如中国的6度和美国的VI度可以相对应。
其次是地震波参数。
中美两国在地震波参数的选择上也存在一些差异。
中国抗震设计规范使用的是近场地震动参数，采用的是地震动参数的峰值加速度、峰值速度和峰值位移。
而美国抗震设计规范则更加重视地震波的频谱特性，使用地震动参数的响应谱来刻画地震动的强度和频率分布。
因此，在进行参数转换时，需要考虑两种参数的差异性。
地震地表运动参数是指地震波对地表运动的影响程度。
中美两国地震地表运动参数的比较可以从地震波的强度和持续时间来进行。
一般来说，美国的地震波相对剧烈，持续时间较短，而中国的地震波相对较弱，持续时间较长。
因此，在抗震设计中，美国更加注重地震波的峰值参数，而中国更加注重地震波的累积效应。
最后是地震力参数。
地震力参数是地震作用对建筑物结构产生的力的描述，包括地震力系数、反应谱和地震效应系数等。
中美两国在地震力参数的设计上也存在一定的差异。
美国抗震设计规范更加注重结构的抗震性能，采用地震力系数或反应谱方法来计算结构的抗震力。
而中国抗震设计规范则更加注重结构的整体性能，采用地震效应系数方法来计算地震力，将地震力转化为与结构性能有关的地震效应。
总体而言，中美抗震设计规范地震作用主要参数的比较和转换需要考虑地震烈度、地震波参数、地震地表运动参数和地震力参数等因素。
这些参数在不同的设计规范中有着不同的侧重和表述方式。
在实际应用中，需要根据具体的结构和地震情况进行参数的选择和转换，以确保结构的抗震性能和安全性。
中、美、欧、日抗震设计规范比较
【拓展知识1-6】中、美、欧、日抗震设计规范比较（1）抗震设防目标我国《建筑抗震设计规范》( GB50011—2010 )是“三水准设防目标”，即小震不坏，中震可修，大震不倒，分别对应于以50 年超越概率63% ，10% 和2% ～3% 的地震作用。
UBC 1997 抗震设防目标是“避免结构倒塌和人身伤亡”，采用单一的设防水准，即以50 年超越概率10% 的地震作用，地震设计重现期为475 年，作为基准设防地震作用。
IBC 2000 的抗震目标是“每个结构和结构部分，包括永远附在结构上的非结构组件、结构支撑物和附属结构都要设计并建为可抵抗ASCE 7 所指地震移动产生的效应”，而ASCE 7的抗震目标是“为设计、建造抗震建筑提供参考标准”。
其地震设计重现期是50 年内超越概率2% 的地震作用，重现期为2 500 年，作为基准设防地震作用。
（2）场地分类场地是决定地震作用的一个关键因素。
按照场地土的剪切波速，GB50011—2010 将场地土分为Ⅰ～Ⅳ四类，UBC 将场地分为SA ～SF 五类，相应于IBC 的A ～ F 五类。
表1.1中是其对应关系。
IBC，ASCE 7 和UBC 均指出“如果场地的土壤特性具体信息不充分，不能确定场地的级别，则划分其为D 类场地”。
表1-1. IBC(ASCE 7),UBC和GB50011-2010的场地类别（3）地震反应谱曲线GB50011—2010 根据全国各地地震烈度的不同，把全国分为6，7，8，9度四个设防烈度区，并把地震分为多遇地震和罕遇地震两个水平，给出相应的水平地震影响系数最大值αmax。
并按近远震，分为三个地震设计组，和场地类别结合，给出特征周期T g。
根据αmax和T g给出反应谱曲线。
UBC 将全美国各地按照其烈度不同，分为5 个区，按烈度从小到大依次为0 度区、1 度区、2A 度区、2B 度区、3 度区和4度区。
对应不同的震区，有不同的震区影响系数Z，UBC 的地震影响系数曲线见图1.*。
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换严奉婷张炎(武汉锅炉股份有限公司湖北武汉 430205)摘要：本文从概念上分析了中国、美国抗震设计规范的不同，提出关于影响地震作用的部分因素（阻尼比，场地类别，周期，设计地震动参数等）在中美规范中的转换，为今后国际项目抗震设计提供参考。
关键词：抗震设计；设计地震动参数；场地类别；转换；比较COMPARISON AND CONVERSION OF MAIN PARAMETERS BETWEEN CHINESE CODES ANDUSA CODES IN CALCULATING SEISMIC LOADSYan Fengting Zhang Yan(Wuhan Boiler Company Limited, Wuhan, Hubei, 430205)Abstract This paper presents a conceptive comparison of the seismic code among the seismic design codes of China and USA. It presents the conversion of main parameters (damping, site classification, period, parameters of ground motion etc.) in calculating seismic loads.Hope to provide a little help for the seismic design in the future.Keywords：seismic design; parameters of ground motion; site classification;conversion; comparison由于电力市场的国际化，对于需要走向国际市场的国内锅炉行业来说，各个地区会根据不同规范提出相应的地质条件，如何转换为设计规范的相应地质条件成了十分实际的问题。
中美欧抗震设计规范地震动参数换算关系的研究
第36卷第8期建 筑 结 构2006年8月中美欧抗震设计规范地震动参数换算关系的研究罗开海 王亚勇(中国建筑科学研究院工程抗震研究所 北京100013)[提要] 通过对中美欧抗震设计规范中场地类别以及设计地震危险性特征等内容的分析比较,确定了中美欧抗震设计规范中场地类别的对应关系,给出了三本规范间地震动参数的换算关系以及中国地震分区在美欧规范中的地震动参数值。
[关键词] 抗震设计规范 场地类别 地震危险性 地震动参数R esearch on Conversion R elationships Among the P arameters of G round Motions in Seismic Design Codes of China, America and EuropeΠLu o K aihai,W ang Y ay ong(Institute of Earthquake Engineering,China Academy of Building Research, Beijing100013,China)Abstract:By the com paris on am ong the seismic design codes of China,America and Europe ab out the site classification and the seismic hazard characteristics,the coincidence relations of the site classifications are determinated am ong the three codes.The conversion relationships between the parameters of ground m otions in China code and that in the other codes,and the parameter values of ground m otions of Chinese seismic z ones in the forms of America code and Europe C ode,are presented.K eyw ords:seismic design code;site classification;seismic hazard characteristics;parameters of ground m otions0 引言目前世界各国的工程设计技术标准在设计理念、设计原则甚至设计要求等诸多方面均存在许多差别。
中美规范地震作用计算的对比
中美规范地震作用计算的对比中美地震规范将地震作用计算作为结构设计的重要组成部分，对于建筑物和其他工程结构的耐震性能具有关键作用。
中美两国的地震规范在地震作用计算方面有着一些共性和差异。
一、共性1.基本思想：中美地震规范都采用了基于地震地表运动的设计原则，即将地震作用抽象为地震地表运动方程，并通过地震反应谱、加速度、速度和位移等参数来描述地震作用。
2.设计地震动参数：中美地震规范都需要确定一定的设计地震动参数，如地震分组、设计地震加速度、地震反应谱等。
这些参数是根据历史地震记录、地震活动性及构筑物的特性等因素来确定的。
3.结构模型：中美地震规范都要求建立适当的结构模型，以进行地震作用的计算。
模型要考虑到结构的几何形状、材料性质、刚度分布等因素。
二、差异1.结构设计等级：中美地震规范在对地震作用计算的要求上存在差异。
美国规范中要求的地震分析方法较为复杂，适用于各种结构类型，并给出了不同结构设计等级的要求。
中国规范中地震设计分级的要求相对较简单，主要依据于结构的高度、重要性等因素。
2.地震动参数的确定：中美地震规范在地震动参数的确定上也存在差异。
美国规范中采用地震分级来选择设计地震加速度和地震反应谱，而中国规范中的设计地震加速度和地震反应谱是根据地震地域和设计地震烈度来确定的。
3.设计方法：中美地震规范在地震作用计算的具体方法上有所不同。
美国规范中一般采用时间历程分析方法，对于一些特殊结构可以采用简化方法；中国规范中强调使用等效静力法进行地震作用计算，并对时程分析方法给予限制。
4.频谱形状：中美地震规范对地震动频谱的形状要求也存在差异。
美国规范中要求地震反应谱是平均谱，即在不同周期范围内均匀取值；中国规范中要求地震反应谱是设计谱，具有两个峰值。
总的来说，中美地震规范在地震作用计算方面有着共同的基本思想和要求，但在具体的设计方法、参数确定和规范要求等方面存在一定的差异。
这些差异主要源于两国地震活动性、构筑物特性以及结构设计理念的差异。
中美抗震规范的比较与转换汇总
1 n
第一部分
地震规范基本概念介绍
IBC 采用两水准设防思想。 抗震目标：“每个结构 和结构部分，包括永远 附在结构上的非结构组 件、结构支撑物和附属 结构都要设计并建为可 抵抗满足 ASCE7 要求的 地震移动产生的效应”。 以 50 年超越概率为 10% 以 50 年超越概率 2 ％ 以 50 年超越概率 2 ％ 的地震作用作为基准设 （重现期 2475 年）作 （重现期 2475 年）作 防地震作用，重现期为 为“最大考虑地震MCE 为“最大考虑地震MCE 475年 （ MAXIMUM （ MAXIMUM CONSIDERED CONSIDERED EARTHQUAKE ” ； 而 以 EARTHQUAKE ” ； 而 以 “最大考虑地震”的 “最大考虑地震”的 2/3 作为“设计地震” 2/3 作为“设计地震” 来实现其抗震目标， 来实现其抗震目标， “设计地震”对应的50 “设计地震”对应的50 年超越概率为 5%~10% ， 年超越概率为 5%~10% ， 其中美国中东部地区为 其中美国中东部地区为 5% ， 美 国西 部 地区 为 5% ， 美 国西 部 地区 为 10%。 10%。
中美抗震规范的比较与转换
中美抗震规范的比较与转换
设备室：蒋小文 2013年10月
第一部分
地震规范基本概念介绍
中美地震规范 建（构）筑物设防类别（或风险级别） 场地土类别 延性系数
设防目标（包括重现期）
地震分组（震源类型） 周期 地震烈度（地震分区） 地震动参数区划图（地震分区图） 反应谱曲线 地震作用设计方法
第一部分
I0 I1 II III IV
岩石、坚硬土或软 岩石 中硬土 中软土 软弱土
SF
在地震作用下 存在潜在危险 的土壤，需专 门测定
中美抗震规范的比较与转换.
欧洲规范 Eurocode 8 Eurocodes PrEN1998 （目前世界上真正意 义上的按性能设计的 规范 PBSD(performancebased seismic design)
第一部分
GB：
地震规范基本概念介绍
地震烈度（地震分区）
震级：指一次地震所释放的能量大小，震级越高释放能量越大。国际通 常采用里氏震级作为度量，里氏震级共有十二级。 地震烈度：一次实际地震只有一个震级，但每次地震在地震影响区域的 不用地点其地面设施和设备破坏程度不尽相同。因此，把某一地区遭受 了地震的工程设施和设备宏观破坏程度称之为地震烈度。 地震烈度=f 震级，震源深度，震中距，地震波传播介质 目前，地震烈度 是按宏观破坏情况进行评定，并把宏观破坏现象与烈度对应起来形成表 格，即为国际通行的麦卡里烈度表。麦卡里烈度表把地震烈度分为12度 地震基本烈度：地震基本烈度是具有一定发生概率的烈度值，是某一地 区多年地震统计的最高地震烈度（一个概率统计的烈度） 抗震设防烈度：抗震设防烈度是对建（构）筑物的抗震性能的要求，它 不仅和当地的地震基本烈度有关，还和建（构）筑物本身的要求有关。 甲级、乙级、丙、丁级设防烈度是不同的。一般情况下，抗震设防烈 度可采用基本烈度。
第一部分
GB：
地震规范基本概念介绍
地震烈度（地震分区）
GB50011适用于设防烈度为6、7、8、9度地区建（构）筑工程的抗震 设计以及隔震、消能减震设计；抗震设防烈度大于9度地区建（构） 筑工程以及行业有特殊要求的工业建筑，抗震设计应按有关专门规定 执行。
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换严奉婷张炎(武汉锅炉股份有限公司湖北武汉 430205)摘要：本文从概念上分析了中国、美国抗震设计规范的不同，提出关于影响地震作用的部分因素（阻尼比，场地类别，周期，设计地震动参数等）在中美规范中的转换，为今后国际项目抗震设计提供参考。
关键词：抗震设计；设计地震动参数；场地类别；转换；比较COMPARISON AND CONVERSION OF MAIN PARAMETERS BETWEEN CHINESE CODES ANDUSA CODES IN CALCULATING SEISMIC LOADSYan Fengting Zhang Yan(Wuhan Boiler Company Limited, Wuhan, Hubei, 430205)Abstract This paper presents a conceptive comparison of the seismic code among the seismic design codes of China and USA. It presents the conversion of main parameters (damping, site classification, period, parameters of ground motion etc.) in calculating seismic loads.Hope to provide a little help for the seismic design in the future.Keywords：seismic design; parameters of ground motion; site classification;conversion; comparison由于电力市场的国际化，对于需要走向国际市场的国内锅炉行业来说，各个地区会根据不同规范提出相应的地质条件，如何转换为设计规范的相应地质条件成了十分实际的问题。
主要国家抗震规范比较及我国中震表达
现期 50 年。 中震（基本烈度地震）
为基准设防地震作
“ 最 大 考 虑 地 震 ” 的 2/3 作 为 “ 设
期475 年。
10% ， 重 现 期 475
50 年超越概率10％， 用 ， 重 现 期 为 475 计地震”来实现其抗震目标，“设
年。
重现期 475 年。
年。
计地震”对 应的50年 超越概率为
—
日本规范 BSL
中震 大震
—
位移验算
—
抗力验算(构件设计) 和位移验算 极限层剪力验算
刚度率验算
偏心率验算
美国规范 UBC
中震
—
—
抗力验算(构件设计)
和弹塑性层 间位移验算
—
—
第一部分 抗震规范基本情况简介
各国抗震规范对比
➢ 中美对比： 1. 美国UBC规范采用单一水准设防思想，重现期与中国规范
全美国 美国土木工程师学会
美国的东北部
国际建筑公务员 委员会和法规管 理机构(BOCA)
UBC-1997
美国的东南部
国际南方建筑 法规委员会
美国的西部
国际建筑公 务员委员会
IBC
《 Internation al Building Code》 IBC-2009 统一了NBC， SBC，UBC
IBC-2000 IBC-2003 IBC-2006 IBC-2009
基本烈度地震一样，根据其设防目标是为了防止倒塌， 则相当于中国规范中的“中震” ；
2. 美国ASCE7，IBC采用两水准设防思想，其对应的“设计 地震”和“最大考虑地震”重现期与中国规范的基本烈 度地震和罕遇地震一样，即相当于中国规范中的“中震” 和“大震”。
中美抗震规范有关地震作用计算规定的差异
中美抗震规范有关地震作用计算规定的差异李明;马占雄;赵强;李少友【摘要】Based on the study on provisions on seismic action specified in GB50011-2010 (China) and ASCE / SEI 7-10 (USA),this paper in detail com-pares the differences of response spectra between the two countries, including the basic regulations of response spectrum curves, the influence of site types and the relative difference of response spectra. Besides, the paper also compares the calculation methods of horizontal seismic action and the shear force of a frame structure by applying the static calculation method in GB50011-2010 and ASCE/SEI 7-10 respectively.%在对中国GB 50011-2010规范[1]和美国ASCE/SEI 7-10[2]规范中的水平地震作用进行对比研究的基础上,详细对比了中美规范中设计反应谱的差异,主要包括了反应谱曲线的基本规定、场地类别的影响和反应谱取值. 此外,还对比分析了中美规范中水平地震作用计算的差别,并以一个三层框架结构为例,分别根据GB 50011-2010和ASCE/SEI 7-10,采用底部剪力法(等效侧向力法)进行了对比分析.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2016(015)002【总页数】4页(P18-21)【关键词】抗震规范;地震作用;反应谱;基底剪力【作者】李明;马占雄;赵强;李少友【作者单位】湖北省电力勘测设计院 , 武汉 430040;重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆 400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045【正文语种】中文【中图分类】TU391目前，我国的涉外工程越来越多，一些国家和地区要求结构设计中采用美国规范，这就要求我国结构设计行业从业人员应该熟悉美国规范并对中美规范的差异有一定的了解。
[PPT]中、美、欧三国抗震规范对比
![[PPT]中、美、欧三国抗震规范对比](https://img.taocdn.com/s3/m/8bf545cc76c66137ee0619cc.png)
六、算例和结论
算例（5层钢筋混凝土框架结构）
层高3.5m，板厚120mm，8度（0.20g），一组，II类场地，楼面均布活荷载 2.5kN/m2，附加恒载1.8kN/m2，混凝土C30，钢筋fy＝360Mpa，fyv＝210Mpa。
算例——设计结果
5层钢筋混凝土框架结构抗震设计结果（单位：KN，mm）
829.68 497.80 310.72 591.84 394.62 (140%) (84.0%) (52.4%) (99.9%) (66.6%)
C5
As
典型 构件
（2，B）
r
设计
结果
B3
As
（2-A~B） r
3646 1.46%
927 0.67%
4423 1.77% 1071 0.78%
2250 0.9% 773 0.56%
3.0
4.0 au/a1
扭转不规则体系
2.0
3.0
倒摆体系
1.5
2.0
注：（1）对于竖向不规则的结构，表中的q0应折减20%；
（2）根据结构布置情况，au/a1在1.0~1.3间取值
S (g) d
GB50011和prEN1998钢筋混凝结构 设计反应谱曲线对比
0.6
GB50011 8度(0.20g),一组 II类场地
从现在至2010年的5年时间为各国 规范向欧洲统一规范转换的过渡期。 在这期间，欧洲各国的国家规范可以 和欧洲统一规范并行，但各国的国家 规范必须按欧洲统一规范的要求，逐 步修正。2010年以后，欧洲将只有欧 洲统一规范，各国的规范只能以附录 出现在统一规范内。
从技术上来说，欧洲统一规范是
目前为止世界上真正按性能设计思想 编制的一套完整的规范体系。
中美规范地震作用计算的对比
情况2： GB500112010 ASCE7-10 7度设计地 设计地震分 震加速度值 组为第三组 0.1g E类场地
则：ASCE
情况3 GB500112010 ASCE7-10 8度设计地 设计地震分 震加速度值 组为第三组 0.2g B类场地
1对比规范介绍：
中国规范：GB50011-2010 中国抗震设计规范 JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程
主要对比章节为： GB50011-2010：3基本规定 5 地震作用和结构抗震验算
2.中美抗震设计反应谱的比较：
GB-50011
ASCE7-10
反应谱处理: 对反应谱的比较需要在统一的基准上完成，由于 美国规范的设计谱是考虑结构塑性性能的非线性谱，而 我国规范的设计普为小震的弹性谱，二者不具有直接的 可比性. 我国规范采用多遇和罕遇地震作为设计地震动 参数，罕遇地震相当于50年超越概率为2%-3%的抗震设防 水准，与美国地震动参数区划图中提供的2500年重现期 的谱加速度的抗震设防谱加速度进行对比。设防水平取7 度（0.1g）和8（0.2g）2种情况得到相对应参数如下表：
美国规范ASCE7-10做了相应规定： 直接采用弹塑性反应谱理论，直接取设计地震(50年超越概率 为10%)进行结构的抗震承载力验算和变形验算，在计算地震作用时就 考虑了结构的塑性耗能要求。 在设计地震作用下，允许结构进入非弹性工作阶段，可以有轻 微的损坏，并通过结构反应调整系数 R 来折减弹性地震作用，即考虑 了结构的弹塑性变形能力在弹性反应谱中的折减。由于结构反应调整 系数与结构的位移延性有关，因此，并不需要按设计地震水准下的峰 值反应加速度来确定结构的设计地震力，而是取不同的结构自振周期 段的结构反应调整系数 R ，以降低后的峰值反应加速度作为设计峰值 反应加速度，并由此确定设计地震力。 [1]
中美抗震规范地震作用计算方法对比分析
中美抗震规范地震作用计算方法对比分析朱文静;伋雨林;夏文娟;闫帅平【摘要】本文将我国<建筑抗震设计规范>(GB 50011-2001)中地震作用计算公式进行转化,使之可与美国规范UBC97及IBC2000的地震作用计算公式对比,分析了我国规范与美国规范的地震作用静态计算方法,并按两国规范公式计算了钢筋混凝土框架结构的地震作用,分析了计算结果差异的原因及我国规范需改进之处.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2009(026)003【总页数】7页(P79-85)【关键词】抗震规范;地震作用;静态计算方法【作者】朱文静;伋雨林;夏文娟;闫帅平【作者单位】中冶南方工程技术有限公司,湖北,武汉,430223;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TU318目前，我国涉外工程设计越来越多。
一些国家和地区要求采用欧美规范设计，这需要设计人员熟悉欧美规范并了解欧美规范与我国规范间的差异[1]。
本文对比了中美两国抗震设计规范中地震作用静态计算方法，分析了两国规范计算钢筋混凝土框架结构地震作用的差异，提出我国规范需改进之处。
1 两国规范的抗震设防目标我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)继承了GBJ 11-89的“三水准设防目标，两阶段设计步骤”的抗震设计思想[2]。
美国UBC97[3]没有明确给出分层设防目标，仅采用单一的设防水准：以50年超越概率10%的地震作用作为基准设防地震作用。
UBC97提出“抗震设防目标是避免结构倒塌和人身伤亡，而不是限制结构和保证结构功能”。
中美规范地震作用及抗震构造措施的对比分析
中美规范地震作用及抗震构造措施的对比分析摘要：在中、美两国规范中，都通过抗震构造措施来保障结构的延性，以保证在强烈地震作用下不发生严重的破坏。
本文对地震作用计算及若干构造要求进行了细致的对比分析，对我国工程技术人员了解我国规范同美国规范的对比，方便设计人员使用美国规范具有一定的积极作用。
关键词：中国规范，美国规范，抗震，配筋率，锚固长度规范在结构设计方面起着重要的指导作用，同时也反映着一个国家和地区技术和经济的发展水平。
我国与美国、欧洲相比，有着不同的历史背景，在设计中欧美国规范的可靠度水平比中国高。
国际工程在我国总包项目中所占的份额越来越大，由于美国规范在国际工程设计中的认知度相对较广，本文通过系统的研究中、美规范相关条文，同时阅读了大量的相关文献，对中、美规范地震作用计算及抗震构造措施进行了细致全面的对比分析，得出了一些有价值的结论，对广大工程技术人员加深中、美规范的认识和理解，增强我国建筑设计业的国际竞争实力，设计出安全适用、技术先进、经济合理的精品工程具有一定的积极意义。
1 地震加速度、水平地震剪力的对比现代抗震设计理论的发展开始于20世纪初，并一直受到各国的高度重视，随着人们对地震特性和结构动力特性理解的不断加深，抗震设计理论也在不断发展和完善。
但由于各国在地域性、经济条件和抗震设防思想等方面存在差异，各国抗震设计规范的具体规定也存在许多不同之处。
以美国为代表的经济发达国家拥有较完整的相关抗震理论和标准，其抗震设计思想比较先进，我国抗震规范的设防水平相比而言仍处于较低水平[1]。
对两国抗震设计方法加以比较能够反映出新世纪两国抗震设防的安全水平，为抗震设计、研究工作提供参考价值（中美规范相关地震参数见表1.1、1.2）。
表1.1 中国规范地震设计参数[2]表1.2 美国规范地震设计参数[3]美国抗震设计规范中的有效峰值加速度（EPA），在给定的重现期内，有效峰值加速度由短周期谱反应加速度除以2.5得，而Ts对应中国反应谱曲线中特征周期Tg：因此可以根据以上公式换算出对应于美国规范给出相应短周期（0.2s）和长周期（1s）谱反应加速度的地区对应中国规范的设计基本地震加速度值和特征周期。
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似于单质点体系的结构。结构的水平地震作用标准值, 按下式确定,
FEK = a1G eq
( 2)
式中, a1 为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值; G eq为结构等效总重力荷载, 单质点应取总重力
荷载代表值, 多质点可取总重力荷载代表值的 85% 。
3. 2 FEM A450的等效侧向荷载法
( 1. 华东交通大学 土木建筑学院, 江西 南昌 330013; 2. 香港大学 土木工程系, 香港 )
摘 要 : 分析了中美欧抗震设计中的水平 地震作 用问题。首 先, 比较了中 美欧抗 震规范 中建筑 物重
要性、强度折减系数的差异, 介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范 的等效侧向荷 载法以及欧 洲规
引言
各国规范关于地震作用的问题存在一定差别, 刘洁平等 [ 1] 探讨了中国规范 GB50011- 2001与欧洲规范 Euro code 8地震作用 [ 1] 计算方法的差异; 范力等 [ 2] 指出 Eurocode 8通过调整性能系数的大小和保证相关延 性指标可以使不同类型结构具有相同的抗震可靠度, 我国 GB50011- 2001规范使脆性结构抗震可靠度偏 小, 延性结构抗震可靠度偏大。李英民等 [ 3] 发现我国规范一级抗震等级的抗震措施所达到的对结构的强震 性态控制效果与欧洲规范 8的控制效果是类似的。翟长海等 [ 4] 认为各国仍在使用依赖过去震害经验的强 度折减系数, 考虑的因素不全面。另一方面, 计算地震作用还必须考虑到建筑的重要性及结构的延性, 罗开 海 [ 5] 探讨了中、美、欧 3种抗震规范考虑重要性的差异以及结构延性的影响。为进一步探讨关于多层框架
楼层位置
恒载 / kN
可变荷载 /kN
参数
7度 ( 0. 10g) 8度 ( 0. 20g)
( 1. S chool of C ivil E ngineering, E ast Ch in a Jiaotong U n iversity, N an chang 330013, C h ina; 2. D epartm en t of C iv il Eng ineering, Th eU n ivers ity ofH ong K ong, H ong K ong, C h ina)
Abstract: The differences of horizontal earthquake action in the seism ic design codes o f Ch ina, Am er ica and Europe are stud ied in th is paper. F irstly, com parison o f build ing im portance, streng th reduction facto rs o f GB500112001, FEMA450 and Eurocode 8 is presen ted, and base shear m ethod o f GB50011- 2001, equivalent lateral force procedure o f FEMA 450, latera l force analysism ethod of Eurocode 8 are summ arized. Then, the se ism ic base shear of a m ult istorey fram e structure w ith d ifferen t ductility is com puted as an o ff ice or a hospital bu ild ing under intens-i t ies 7, 8 and 9, the bo th com puted resu lts are com pared, and som e d ifferences of seism ic base shear are found for the three codes. K ey w ord s: se ism ic design; horizontal earthquake act ion; im portance; streng th reduct ion factors; com parison
收稿日期: 2008- 07- 16; 修订日期: 2009- 01- 12 基金项目: 江西省自然科学基金 ( 2008G ZC 0057 ) ; 江西省教育厅科学技术研究项目 ( G JJ09217) 作者简介: 卢华喜 ( 1976- ) , 男, 副教授, 博士, 主要从事土 -结构相互作用研究 1 E-m ai:l lhxi8516@ yahoo. com. cn
( 7)
S1 为地震区划图给出的 1秒周期反应谱的加速度值, g为重力加速度。
3. 3 Eurocode 8的侧向荷载法
侧向荷载法适用于不被高阶振型影响很大的结构。对于进行结构计算分析的水平方向, 结构水平地震 作用按下式计算,
Fb = Sd (T1 ) # m # K
( 8)
Sd ( T 1 )是对应于周期的设计反应谱加速度值; m 为结构的总质量, 应进行荷载组合计算; K为修正系数, 对超
GB50011- 2001的 II类, 相当于 FEMA450的 D类和 Eurocode 8的 C类, 荷载如表 4所示。
表 4 恒载和可变荷载 (标准值 )
表 5 中美规 范的参数
T able 4 D ead load and var iable load ( standa rd value)
Table 5 Parame ters o f FEMA 450 corresponding to GB50011- 2001
( 5)
Cs
=
SD 1TL T 2 (R /I)
当 T > TL
( 6)
SD1为长周期设计谱反 应加速度参数; T 为结 构的基本周期; TL 为长周期的拐点 周期。此外, Cs 不应 小于
0. 01, 且对于处在 S1 E 016g区的结构, C s 尚不应小于下式计算值,
Cs =
01 5S 1 R /I
表 1 建筑 物重要性类别
T able 1 Importance c lasses for bu ildings
G B50011 - 2001 类别 地震作用
甲 高于本地区设防烈度的要求, 应按批准的地震安全性结果确定。 乙 应符合本地区抗震设防烈度的要求。 丙 应符合本地区抗震设防烈度的要求。 丁 一般情况下, 仍应符合本地区抗震设防烈度的要求。
1 69
3 水平地震作用
文中主要探讨了多层钢筋混凝土框架结构的水平地震作用问题, 因此只对 GB5001- 2001的底部剪力 法、FEMA450的等效侧向荷载法、Eurocode 8的侧向荷载法展开讨论。
3. 1 GB50011- 2001的底部剪力法
底部剪力法适用于高度不超过 40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构, 以及近
FEMA450对于结构的地震作用通过除以结构反应修正系数 R 来折减。修正系数 R 除考虑了结构的能 量耗散能力、结构的阻尼等影响外, 还考虑了结构所用的材料和结构体系, 以及在过去地震中的性能。表 2 给出了 FEMA450中钢筋混凝土框架结构体系的反应修正系数。
表 2 反应修正系数
T ab le 2 R esponse mod ification fac to r
第 26卷, 第 1期 2010年 3月
世 界地 震 工 程 W ORLD EARTHQUAKE ENGINEER ING
文章编号: 1007- 6069( 2010) 01- 0167- 06
V o .l 26, N o. 1 M ar. 2010
中美欧水平地震2, 仇早生 1
16 8
世界地震工程
第 26卷
结构的水平地震作用计算问题, 本文针对中美欧抗震规范关于框架结构的水平地震作用进行了比较分析, 获 得了一些有益的结论。
1 建筑物重要性
建筑物由于其使用功能和它在社会生产中所发挥的作用的不同, 它们在社会生活中的重要性是不相同 的。建筑物重要性等级的划分, 应该综合考虑建筑物破坏造成的人员伤亡、直接和间接经济损失以及社会影 响的大小等因素, 同时还要兼顾各地区和行业的特点等。各国抗震规范都是按照上述原则进行建筑物重要 性划分的, 表 1给出了中国 GB50011- 2001[ 6 ] 、美国 FEMA 450[ 7, 8] 和欧洲 Eurocode 8[ 9] 建筑物重要性类别和 要求。
GB50011- 2001进行结构构件截面强度验算时采用的是多遇地震, 其大小只相当于基本烈 度地震的 0. 35倍左右。实质上, GB50011- 2001是按基本烈度地震进行结构分析计算, 然后将计算结果通过调整系数 0. 35(或结构反应修正因子 2. 8) 折减后用于截面强度和结构变形验算的 [ 5] 。另外, 考虑到结构构件的延性 影响, 规范规定了不同结构构件的抗震承载力调整系数。
C omparison of horizontal earthquake action in the seism ic design codes of Ch ina, Am erica and Europe
LU H uax i1, L IANG P ingy ing1, Y ang Jun2, Q IU Zaosheng1
类别 I II III /
FEM A 450 重要性系数 I 1. 00 1. 25 1. 50 /
Eurocode 8
类别
重要性系数 RI
I
0. 80
II
1. 00
III
1. 20
IV
1. 40
2 强度折减系数
由于地震属于一种小概率事件, 所产生的可变作用的重现率很低, 出于经济合理与安全性的综合考虑, 各国规范在考虑结构延性等因素的基础上, 对地震作用进行了折减。