民用建筑加固改造不同后续使用年限下地震作用的取值

民用建筑加固改造不同后续使用年限下地震作用的取值

发表时间：2018-06-12T15:25:05.187Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：丘兴凯蔡文意[导读] 对于重要的加固改造工程或业主有要求时，其抗震性能目标还应加强，可按“2010版抗震设计规范”的要求进行抗震性能化设计。

中国核电工程有限公司郑州分公司河南郑州 450000

摘要：对于加固改造工程，地震作用的取值关系到结构在后续使用年限内的可靠性。为使加固改造工程在不同后续使用年限内与原设计的可靠度一致，不同后续使用年限内地震作用的取值应具有相等的超越概率。文章按照“等超越概率”原则，论述了加固改造工程不同后续使用年限地震作用的取值方法。按照“等超越概率”理论导出了不同后续使用年限地震作用计算的参数，并形成表格，可直接应用.

关键词：加固改造；后续使用年限；等超越概率；地震作用

1.引言

在民用建筑特别是商业建筑的设计任务中，我们经常遇到改造的项目，主要是改变用途，如在阳台增加水箱、商业改影院，或需要在结构墙体开洞、抽梁抽柱等增加空间、改善使用功能。新建建筑的设计使用年限为50年，地震作用取值均以设计基准期50年为基准。加固改造工程的后续使用年限一般不同于新建建筑。如果按照不同使用年限可靠性指标相同来确定，实际工程中难以实现。如何在科学可靠的检测鉴定、合理的加固改造设计前，确定“规定的时间”和不同“规定时间”内地震作用的取值成为难题。本文采用等超越概率原则来确定。2．不同后续使用年限地震作用的取值

按照等超越概率原则，借鉴地震危险性分析的研究成果，探讨现有建筑结构鉴定加固时地震作用的确定方法。地震作用标准值与水平地震影响系数最大值相关。

2.1地震烈度

高小旺等[1]通过对3个地区45个城镇和新疆地区20个城镇地震危险性分析的结果进行了统计和检验，结果表明50年地震烈度的概率分布符合极值Ⅲ型，即：

（1）式中 —50年内发生的地震烈度I的概率分布；

ω—地震烈度上限值，取ω=12； —分布形状参数

—烈度概率分布的众值，比设防烈度低1.55度；

房屋建筑结构取设计基准期为50年，小震（多遇地震）、中震（设防地震）和大震（罕遇地震）50年的超越概率分别为63%、10%和3%~2%，对应的重现期分别为50年、475年和1600~2400年。改造工程的抗震设防目标：不同后续使用年限的三个水准地震烈度，应该为各后续使用年限内超越概率63%、10%、3%~2%时的地震烈度。

地震作用的标准值是根据地震作用的重现期来确定。当已知超越概率PT（I≥i）和设计使用年限T时，重现期按照《建筑抗震设计手册》[2]里公式可以求得已知后续使用年限内，超越概率为10%的地震烈度的重现期RP值，后再算出其在50年内的超越概率。计算结果见表1。

表1 不同后续使用年限超越概率为10%相应于50年内的超越概率

2.2水平地震影响系数最大值

给定了不同设计使用年限内各超越概率的地震烈度之后，需要将地震烈度转为地面运动加速度A，采用《建筑抗震设计手册（第二版）》[2]公式计算。表5列出了不同后续使用年限超越概率为63%的地震烈度下的地面运动加速度。

表5 不同后续使用年限多遇地震

以设防烈度7度（0.15g）地区为例，对于后续使用年限为30年的加固改造工程（丙类），可直接利用本文表3查得，超越概率为10%的地震烈度为7.19度；利用本文表6查得，计算时所采用的水平地震影响系数最大值为0.081。

3．结语

（1）改造工程在鉴定和加固之前，应首先合理地确定后续使用年限。后续使用年限是加固改造工程的设计基准，它决定了各种荷载的取值和工程投资的大小。

（2）按照等超越概率原则，确定地震作用取值，使改造后的结构在预期的后续使用年限内，可靠性仍可达到新建工程要求的概率水准，而且改造的投资可以相对比较经济。

（3）《抗震鉴定标准》中给出的后续使用年限是一个最低要求，对于重要的加固改造工程或业主有要求时，其抗震性能目标还应加强，可按“2010版抗震设计规范”的要求进行抗震性能化设计。

参考文献

[1] 高小旺等地震作用的概率模型及其统计参数[J].地震工程与工程震动 1985，5

[2] 龚思礼建筑抗震设计手册[M]，北京，中国建筑工业出版社，第二版，2002

[3] 史铁花《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）与《建筑加固技术规程》（JGJ116-2009）疑问解答[M] 北京，中国建筑工业出版社，2011年6月