我国当代建筑抗震设计规范若干问题探讨

我国当代建筑抗震设计规范若干问题探讨

林凡

(宁夏建设工程质量监督总站，宁夏银川

750001)

喃要]我国历史上是一个多地震的国家。人类在适应自然和改造自然的过程中。不断地探索抵御地震的方法，但限于古时候的科教发展

水平和实践能力，一直没有形成系统科学的抗震设防方法。

[关键词]建筑；抗震设计；抗震标准；规范

我国历史上是一个多地霞的国家。现代的抗震从建筑结构的发展趋势来看，施工技术的发展往往领先于结构设计的发展，当前的结构抗震研究的重要目标是加快发展抗震设计方法，更经济安全地保持地震后的建筑功能。一般的建筑结构抗震设计主要包括3个方面的内容：一是结构抗震设防水准和等级的选取；二是结构地震反应分析：三是结构抗震设计。

1我国抗震理论发展的三个阶段

我国抗震设计理论是从20世纪初才开始建立起来的。经历了一个世纪的发展，随着人们对地震动特性和结构动力特性理解的不断加深，结构抗震设计理论从最初的静力阶段和反应谱阶段，发展到动力阶段及目前的基于性态的抗震设计理论阶段：一是静力理论阶段。20世纪10～40年代属于静力理论阶段。静力理论是指估计地震力时，不考虑地震的动力特性和结构的动力性质，假定结构为刚性，地震力水平作用

在结构或构件的质量中心上，其大，J湘当于结构的重量乘以一个比例常

数。二是反应谱理论阶段。20世纪40～60年代属于反应谱理论阶段。反应谱理论的发展是伴随着强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动性质的进一步了解，以及对结构动力反应特性的研究而发展起来的，是加州理工学院的一些研究者对地震动加速度记录的特性进行分析后所取得的一个重要成果。三是动力理论阶段。20世纪70—80年代属阶段。随着20世纪60年代电子计算机技术和试验技术的发展，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多，这促进了结构抗震动力理论的形成。

2我国建筑抗震设计趋向的若干问题

抗震设计规范会随着抗震理论的提高而不断发展。现状是反应谱理论已在规范中全面得到了应用，真正的动力理论特别是非线性动力理论只在规范中作为特殊结构的设计要求。一般抗震设计规范的应用对象是面广、量大的结构物，复杂、费时的设计方法或原理要经过简化后才能为规范所采用，因此，如何将真正动力法的设计原则简化或转化为一些具体的、简单的规定和方法，是今后可能受到重视的问题。

21抗震设防水准

我国建筑抗震规范中，抗震设防采用了三水准即小震、中震和大震，分别指小于、等于和大于当地地震设防烈度的地震，也分别称为众值烈度、基本烈度和罕遇烈度。它们分别对应于50年超越概率为％、10％和2％一3％的地震；通常，基本烈度相当于50年内10％的地震超越概率，众值烈度较基本烈度小1．5度，对应于基本烈度为6、、8、9的罕遇烈度分别为7度强、8度强、9度弱和9度强。

22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，对它的影口向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。

23建筑结构

中国规范中，首先根据使用功能重要性不同的分为甲、乙、丙和丁等四类建筑，并对于它们采取调整地震烈度、调整抗震措施等级和调整计算方法等以区别对待。其次，规范对结构的规则性作了相应的规定，并对不规则的结构规定了相应的处理措施，其基本方法是对结构不规则建筑调整计算模型，要求使用振型分解反应谱法等动态方法进行分析；对薄弱层与转换构件，在设计地震下要求其保持弹性：对平面规则结构若不计算扭转效应，规范规定应采取将边福的地震效应增大1．05—13倍以考虑每层质心在垂直于地震方向的偶然偏移所导致的扭转：规则高层结构按单向地震作用计算扭转时，取偶然偏心距计算。另一个影响地震作用反应大小的是结构的阻尼特性。规范基准反应谱的阻尼都是5％，对钢筋混凝体结构具有良好的适用性。对于其他阻尼的结构如钢结构等，阻尼的减小会使地震作用增大，规范采用对地震作用加以修正的方法来考虑。

24抗震验算理论

在地震作用计算方面，我国规范的地震作用计算方法。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，以便发挥各自的优势。我国规范从概念上采用了地震作用计算与抗震措施保证这一双重要求来进行抗震设计。但由于规范对地震力按固定的设防水准来采用，因此抗震措施也可以是固定的。在进行设计时，我国规范对设防三水准采用了两阶段设计。它首先要求在小震下进行弹性承载力验算和弹性层间位移验算，保证小震不坏。再加上相应的抗震措施，保证在中震下结构发生部分屈服后通过塑性耗能来承担地震作用，满足中震可修的要求。为了满足大震不倒的要求，在采用抗震措施保证结构抗震所需的塑性耗能外，还需进行结构的弹塑性位移验算，据以控制结构变形，保证结构的抗倒塌性能。在计算方法的选择上依据与结构的复杂性、规则性与高度等因素。

2．5抗震描施

在对结构的抗震设计中，除了要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们建筑高度，提高结构延性等方面总结的抗震经验结构抗震十分重要。当前，在抗震设计中，从概念设计抗震验算及构造措施等三方面八手，在将抗震与消震结合的基础上，建立计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。

3结论

建筑结构抗震设计理论随着社会经济的发展而不断发展，人们在认识地震孕育发生过程、掌握和应用防震减灾技术方面取得了长足的进步。我国现行的《建筑抗震设计规范(GBJl1—)>和新的《建筑抗震设计规范(GB5001卜-2001))所提出的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准设防和二阶段抗震设计的思想已经包含了某些基于性态的设计思想，但是还没有形成一套完整的性态抗震设计的体系，性态指标、性态水准等一些指标还没有定量化，在抗震设计时还不好操作。

(参考文献]

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