浅谈中美抗震设计规范系列参数的认识
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ASCE 7 规范的反应谱曲线 其中，T 为结构基本自振周期；TS=SD1/SDS；T0=0.2SD1/SDS=0.2TS；TL 为长周期 分界点，由规范中给出的区划图确定。参数 SDS 和 SD1 及反应谱曲线就是基于 IBC 规范的抗震设计的基准。
经场地修正后的加速度参数 SMS 和 SM1 为： SMS=Fa*Ss ；SM1=Fv* S1
Fa 和 Fv 取值反映了厚软的土层将放大基岩地震动参数的中长周期分量，从而 导致中长周期段的结构地震反应显著增大。 3. 地震作用分析方法
中国《抗震规范》及美国 ASCE7-10 规范均提供三种分析方法：等效侧向力分 析法（底部剪力法），振型分解反应谱法及地震反应的时程分析法，并分别规定 了各种方法的使用范围。中国《抗震规范》规定：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，可采用底部剪力法；特别不规则 的建筑、甲类建筑和表 1 所列高度范的高层建筑，应采用时程分析进行多遇地震 下的补充计算；振型分解反应谱法无特殊规定。美国 ASCE7-10 对等效侧向力分 析法（底部剪力法）的应用有一定限制，不允许用于结构抗震设计等级为 D、E、 F 的较复杂和较不规则的结构计算分析；对振型分解反应谱分析法和地震反应的 时程分析的应用则没有限制。
浅谈中美抗震设计规范系列参数的认识
通过对中美抗震设计规范系列参数比较，分析中美抗震规范之间的差异，为 设计工作者参与海外项目设计提供思路，以便更好的理解美国抗震规范。 1. 结构抗震的基本设计思路
中国《抗规》“ 三水准”的抗震设防目标为：小震不坏，中震可修，大震不 倒。为简化计算，《抗规》采用“二阶段”设计法：第一阶段，按小震作用效应 和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结 构弹性变形；第二阶段，在大震作用下验算结构的弹塑性变形 。第一阶段的设 计保证结构满足第一水准抗震设防目标的要求，第二阶段的设计保证满足第三水 准抗震设防目标的要求，至于第二水准抗震设防目标的要求，《抗规》是以概念 设计和抗震构造措施加以保证的。
与现行中国规范不同的是，对结构抗震设计采用的弹性水准与延性水准抗震 组合，美国规范给予了设计者一定程度的选择自由。这种自由就体现在，在一定 的情况下，它允许设计者采用不同的弹性设计地震力与结构延性水准的组合。设 计选用的结构所具有的延性水准越高，则进行弹性设计时的地震力取值就越低。 设计者对弹性水准与延性水准的抗震组合的选择自由也是有限的，美国规范仍有 一定的倾向性，及更倾向于较低弹性设计地震力与较高结构延性水准的抗震组合， 认为这样的结构有更好的抗震性能。 2. 水平地震影响系数最大值与最大地震反应谱加速度参数
地震影响系数曲线 美国地震加速度参数均对应的是“所考虑的最大地震”，而规范用于进行抗 震设计的地震水准（design earthquake）,即设防地震水准，则取为“所考虑的 最大地震”的 2/3。用于地震设计的地震加速度参数 SDS 和 SD1 即为：
SDS=2/3*SMS ；SD1=2/3*SM1
基于 IBC 规范的美国抗震设计，总体来说是由两个部分共同组成的：一部分 是设定结构屈服水准的弹性设计，另一部分是保证结构延性的抗震措施设计。这 两个部分相互关联。对于特定的设防地震水准，若弹性设计赋予了结构较高的屈 服水准，则相应的可以降低对结构延性的要求；反之，若弹性设计仅对结构设定 了较低的屈服水准，则保证结构延性和弹塑性耗能能力的抗震措施就必须加强。 IBC 规范共涉及了三个地震水准的概念：所考虑的最大地震，抗震设计的设防地 震水准以及与结构屈服水准对应的弹性设计地震水准。这与我国的大震、中震和 小震在概念上基本一致。
中国《抗震规范》规定：50 年内超越概率约为 63%的地震烈度为对应于‘众 值’的烈度，称为“多遇地震”（小震）；50 年超越概率约 10%的地震烈度，称 为“设防地震”（中震）；50 年超越概率 2%～3%的地震烈度，称为“罕遇地震” （大震）。其水平地震影响系数最大值根据其烈度确定。
水平地震影响系数最大值αmax
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地震影响
6度
7度
8度
9度
多遇地震
0.04
0.08（0.12） 0.16（0.24）
0.32
设防地震
0.12
0.23（0.34） 0.45（0.68）
0.90
罕遇地震
0.28
0.50（0.72） 0.90（1.20）
1.40
注：7、8 度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地 区。
采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类别
房屋高度范围（m）
8 度Ⅰ、Ⅱ类场地和 7 度
>100
8 度Ⅲ、Ⅳ类场地
>80
9度
>60
4.抗震设计的反应谱曲线 中国《抗规》根据建筑的重要性、在地震中和地震后建筑物的损坏对社会和经
济产生的影响大小及在抗震防灾中的作用，将建筑明确地划分为以下四类：（1） 特殊设防类；（2）重点设防类；（3）标准设防类；（4）适度设防类。再根据不同 的抗震设防分类，采取不同的抗震设防标准，从而确定地震影响系数。
美国 IBC2006 规范和 ASCE7-10 规范规定：50 年超越概率为 2%的地震水准作 为该地区抗震设防“所考虑的最大地震”（maximum considered earthquake）,
规范的地震风险区划图中给出了各个分区与“所考虑的最大地震”对应的两个 反应谱加速度参数 Ss 和 S1(Ss 为 0.2s 特征周期时的最大考虑地震反应谱加速度 参数；S1 为 1s 特征周期时的最大考虑地震反应谱加速度参数)，该参数基于 B 类 场地土。这两个反应谱加速度参数即是结构抗震设计的基本反应谱加速度参数， 不再归整为与加速度 0.1g、0.15g 等对应的数值，没有中国《抗震规范》按照地 震最大加速度划分的烈度概念，而直接以谱值反应地震动的强度。对于非一般岩 石场地的情况，规范引入了两个场地系数 Fa 和 Fv 分别对加速度参数 Ss 和 S1 进行 修正，以考虑不同场地条件上的结构地震反应的差异。
经场地修正后的加速度参数 SMS 和 SM1 为： SMS=Fa*Ss ；SM1=Fv* S1
Fa 和 Fv 取值反映了厚软的土层将放大基岩地震动参数的中长周期分量，从而 导致中长周期段的结构地震反应显著增大。 3. 地震作用分析方法
中国《抗震规范》及美国 ASCE7-10 规范均提供三种分析方法：等效侧向力分 析法（底部剪力法），振型分解反应谱法及地震反应的时程分析法，并分别规定 了各种方法的使用范围。中国《抗震规范》规定：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，可采用底部剪力法；特别不规则 的建筑、甲类建筑和表 1 所列高度范的高层建筑，应采用时程分析进行多遇地震 下的补充计算；振型分解反应谱法无特殊规定。美国 ASCE7-10 对等效侧向力分 析法（底部剪力法）的应用有一定限制，不允许用于结构抗震设计等级为 D、E、 F 的较复杂和较不规则的结构计算分析；对振型分解反应谱分析法和地震反应的 时程分析的应用则没有限制。
浅谈中美抗震设计规范系列参数的认识
通过对中美抗震设计规范系列参数比较，分析中美抗震规范之间的差异，为 设计工作者参与海外项目设计提供思路，以便更好的理解美国抗震规范。 1. 结构抗震的基本设计思路
中国《抗规》“ 三水准”的抗震设防目标为：小震不坏，中震可修，大震不 倒。为简化计算，《抗规》采用“二阶段”设计法：第一阶段，按小震作用效应 和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结 构弹性变形；第二阶段，在大震作用下验算结构的弹塑性变形 。第一阶段的设 计保证结构满足第一水准抗震设防目标的要求，第二阶段的设计保证满足第三水 准抗震设防目标的要求，至于第二水准抗震设防目标的要求，《抗规》是以概念 设计和抗震构造措施加以保证的。
与现行中国规范不同的是，对结构抗震设计采用的弹性水准与延性水准抗震 组合，美国规范给予了设计者一定程度的选择自由。这种自由就体现在，在一定 的情况下，它允许设计者采用不同的弹性设计地震力与结构延性水准的组合。设 计选用的结构所具有的延性水准越高，则进行弹性设计时的地震力取值就越低。 设计者对弹性水准与延性水准的抗震组合的选择自由也是有限的，美国规范仍有 一定的倾向性，及更倾向于较低弹性设计地震力与较高结构延性水准的抗震组合， 认为这样的结构有更好的抗震性能。 2. 水平地震影响系数最大值与最大地震反应谱加速度参数
地震影响系数曲线 美国地震加速度参数均对应的是“所考虑的最大地震”，而规范用于进行抗 震设计的地震水准（design earthquake）,即设防地震水准，则取为“所考虑的 最大地震”的 2/3。用于地震设计的地震加速度参数 SDS 和 SD1 即为：
SDS=2/3*SMS ；SD1=2/3*SM1
基于 IBC 规范的美国抗震设计，总体来说是由两个部分共同组成的：一部分 是设定结构屈服水准的弹性设计，另一部分是保证结构延性的抗震措施设计。这 两个部分相互关联。对于特定的设防地震水准，若弹性设计赋予了结构较高的屈 服水准，则相应的可以降低对结构延性的要求；反之，若弹性设计仅对结构设定 了较低的屈服水准，则保证结构延性和弹塑性耗能能力的抗震措施就必须加强。 IBC 规范共涉及了三个地震水准的概念：所考虑的最大地震，抗震设计的设防地 震水准以及与结构屈服水准对应的弹性设计地震水准。这与我国的大震、中震和 小震在概念上基本一致。
中国《抗震规范》规定：50 年内超越概率约为 63%的地震烈度为对应于‘众 值’的烈度，称为“多遇地震”（小震）；50 年超越概率约 10%的地震烈度，称 为“设防地震”（中震）；50 年超越概率 2%～3%的地震烈度，称为“罕遇地震” （大震）。其水平地震影响系数最大值根据其烈度确定。
水平地震影响系数最大值αmax
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地震影响
6度
7度
8度
9度
多遇地震
0.04
0.08（0.12） 0.16（0.24）
0.32
设防地震
0.12
0.23（0.34） 0.45（0.68）
0.90
罕遇地震
0.28
0.50（0.72） 0.90（1.20）
1.40
注：7、8 度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地 区。
采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类别
房屋高度范围（m）
8 度Ⅰ、Ⅱ类场地和 7 度
>100
8 度Ⅲ、Ⅳ类场地
>80
9度
>60
4.抗震设计的反应谱曲线 中国《抗规》根据建筑的重要性、在地震中和地震后建筑物的损坏对社会和经
济产生的影响大小及在抗震防灾中的作用，将建筑明确地划分为以下四类：（1） 特殊设防类；（2）重点设防类；（3）标准设防类；（4）适度设防类。再根据不同 的抗震设防分类，采取不同的抗震设防标准，从而确定地震影响系数。
美国 IBC2006 规范和 ASCE7-10 规范规定：50 年超越概率为 2%的地震水准作 为该地区抗震设防“所考虑的最大地震”（maximum considered earthquake）,
规范的地震风险区划图中给出了各个分区与“所考虑的最大地震”对应的两个 反应谱加速度参数 Ss 和 S1(Ss 为 0.2s 特征周期时的最大考虑地震反应谱加速度 参数；S1 为 1s 特征周期时的最大考虑地震反应谱加速度参数)，该参数基于 B 类 场地土。这两个反应谱加速度参数即是结构抗震设计的基本反应谱加速度参数， 不再归整为与加速度 0.1g、0.15g 等对应的数值，没有中国《抗震规范》按照地 震最大加速度划分的烈度概念，而直接以谱值反应地震动的强度。对于非一般岩 石场地的情况，规范引入了两个场地系数 Fa 和 Fv 分别对加速度参数 Ss 和 S1 进行 修正，以考虑不同场地条件上的结构地震反应的差异。