建筑结构抗震设防目标浅探

罗天洋 20093696

（合肥工业大学土木与水利工程学院,土木工程系）

比，我国抗震设防目标的不足。 关键词：建筑设防目标，抗震规范。

摘要：建筑抗震设防的意义及目标，我国最新抗震设防目标规范的修改，我国抗震设防目标与欧洲国家抗震设防目标的对

A brief talk of seismic fortification goal

Luo Tianyang

(Civil engineering and water conservancy of Hefei university,Civil Engineering )

Abstract ：The seismic fortification target’s significance and the goal，Our country new seismic standard’s revision,The difference of Our country seismic fortification goal and the European countries seismic fortification goal. Keyword ：The seismic fortification target，Seismic Standard.

1、前言

用“地动山摇”来形容地震来到时的情形一点也不过分，而由于建筑物依附在地球表面上，所

以当地震一地震波的形式传到地表，建筑物就会受到相应的不同程度的破坏。 地震波分为体波和面波。体波又分为横波和纵波。纵波使建筑物上下颠簸，力量非常大，建筑物来不及跟着运动，使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载，叠加建筑物上部的自重压力，若超出底层柱、墙的承载能力，柱、墙就会垮掉。底层垮掉后，上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样，又使第二层压坏，发生连续倒塌，整个建筑直接“坐”下来，原来的第三层瞬间变为“第一层”。而面波则使建筑物水平摇摆，相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力，若底部柱、墙的强度或变形能力不够，就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒，在震区常常看到这种现象。 此外，每个建筑物都有自己特定的自振频率，如果这个频率与地震作用的频率接近，还会引起类似共振的效应。

还有一种破坏形式叫“液化”。如果建筑物基底是粉细沙，房子建在上面，当大地摇动时，沙粒向旁边跑，房子就会往下沉，引起倾斜甚至倒塌。唐山地震时，很多房子就是这样损毁的。这次汶川地震没有出现“液化现象”，但由于山体不稳引发的滑坡却很多，许多建在山坡上或山脚下的房子就是这样损坏的。

鉴于地震的强大破坏能力，建造建筑物时，需要设置一定的抗震措施，使其在一般的地震作用下保持良好的工作状态，减少不必要的损失。因此，我国的抗震规范规定了抗震设防的目标，使得设计时有相应的标准可以参考。

建筑物的抗震设防目标的设置，不是越高越好。过高的设防目标，将超越现实经济条件的可能；过低的设防目标，则不能使工程、设施具备必要的抗震能力。所以，一个符合国情的抗震设防目标，是抗震防灾的重要内容。

2、抗震设防的定义及意义

抗震设防简单地说，就是为达到抗震效果，在工程建设时对建筑物进行抗震设计并采取抗震设施。

《建筑抗震设计规范》规定，抗震设防烈度在6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设防。抗震设防通常通过三个环节来达到：确定抗震设防要求，即确定建筑物必须达到的抗御地震灾害的能力；抗震设计，采取基础、结构等抗震措施，达到抗震设防要求；抗震施工，严格按照抗震设计施工，保证建筑质量。上述三个环节是相辅相成密不可分的，都必须认真进行。

3、抗震设防的目标

抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时，对结构、构件、使用功能、设备的损坏程度及人身安全的总要求。建筑设防目标要求建筑物在使用期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗能力，对一般较小的地震，发生的可能性大，故又称多遇地震，这时要求结构不受损坏，在技术上和经济上都可以做到；而对于罕遇的强烈地震，由于发生的可能性小，但地震作用大，在此强震作用下要保证结构完全不损坏，技术难度大，经济投入也大，是不合算的，这时若允许有所损坏，但不倒塌，则将是经济合理的。因此，中国的《建筑抗震设计规范》中根据这些原则将抗震目标与三种烈度相应，分为三个水准，具体描述为：

第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震（或称小震）影响时，建筑物—般不受损坏或不需修理仍可继续使用；

第二水准：当遭受本地区规定设防烈度的地震（或称中震）影响时，建筑物可能产生一定的损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；

第三水准：当遭受高于本地区规定设防烈度的预估的罕遇地震（或称大震）影响时，建筑可能产生重大破坏，但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。通常将其概括为：“小震不坏，中震可修、大震不倒”。

4、震设防目标近些年的变化

1、 调整场地土液化判别的深度范围和判别公式，增补软弱粘性土层的震陷判别方法及相应的处理对策； 2、 改进了地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数，补充完善了竖向地震作用的计算方法，并补充

了竖向地震影响系数取值的规定；

3、 增加大跨屋盖结构和地下建筑结构抗震设计内容，增加了地震作用的计算要求，补充了多向、多点输

入计算地震作用的原则规定；

4、 修改了框架-抗震墙结构剪力调整系数以及与“强柱弱梁、强剪弱弯”原则有关的框架内力调整等相

关规定，补充了框架结构楼梯间的设计要求；

5、 修改了多层砌体房屋层数和高度限值、抗震横墙间距、底部框架-抗震墙房屋的结构布置、墙体抗剪

承载力验算、构造柱布置、圈梁设置、楼屋盖预制板的连接要求、楼梯间的构造要求等规定；

6、 修订了单层钢筋混凝土柱厂房可不进行抗震验算的范围、补充完善了柱间支撑节点验算要求、单层钢

结构厂房防震缝及阻尼比的相关规定；

7、 调整了隔震和消能减震房屋的适用范围，修改了水平减震系统的定义及相应的计算和构造要求、以及

消能部件性能检验要求等规定；

8、 增加了楼梯间及人流通道砌体填充墙的构造要求，补充了砌体女儿墙的抗震构造要求； 9、 增加了地震监测！ 10、 增加了抗震性能化设计的内容以及地下建筑抗震设计； 11、 抗震缝计算的7CM改为10CM了； 12、 三级剪力墙底部加强区要设边缘约束构件了； 13、 6度区砖混不允许建8层了； 14、 柱子最小配筋率有改动，角柱和框支柱的最小配筋率变小了； 15、 确定抗震等级的建筑高度也有改变，如框架由原来的30米改为24米； 16、 6度区也规定了剪重比、四级抗震也规定了柱轴压比； 17、 加大了柱截面最小尺寸要求； 18、 柱轴压比限值比老规范统一降低0.05，新增了四级框架柱的轴压比要求； 19、 增加了三级剪力墙的轴压比要求； 20、 增加了落地剪力墙的倾覆力矩比例要求； 21、 调整了剪力墙分布钢筋直径要求； 22、 调整了剪力墙底部加强区高度的取值，增加多层（24m以下）加强区取值； 23、 梁端受拉钢筋配筋率可以大于2.5%，此条不再是强条； 24、 很多地方的设计地震分组变了，相应地震力加大了；

25、单层钢筋混凝土柱厂房可不进行抗震验算的范围、补充完善了柱间支撑节点验算要求、单层钢结构厂房防震缝及阻尼比的相关规定。

5、欧洲国家规范与我国规范的比较：

欧洲规范是土木工程领域有重要影响的规范，并逐步成为欧盟各国普遍采用的设计规范。目前，欧洲规范包括十部分内容，其中，Eurocode8是关于结构抗震的规范。EC8和我国01规范在抗震设防目标，实现抗震设防目标的设计方法以及地震作用的计算上有很多不同。

EC8采用的是两水准抗震设防目标：(1)不倒塌要求：当遭受50年内超越概率10％(重现期47年)的设计地震作用时，结构应设计和建造成能抵抗设计地震作用，无局部或整体倒塌，并在地震后能够继续保持结构的整体性和一定的残余承载力。（2)限制破坏要求：当遭受10年内超越概率10％(重现期95年)的比设计地震作用出现概论更大的地震作用时，结构应设计和建造成能抵抗地震作用，无损坏和使用上受限的情况发生。并且EC8允许各国根据本国对地震灾害危险性的判断和经济水平来调整抗震设防水准。

EC8与我国0l规范抗震设防目标和设防水准相比。其中，EC8的“不倒塌要求”与我国0l规范的“中震可修要求”的抗震设防水准相同，在此水准下，我国规范的设防目标更为严格。EC8“限制破坏要求”与我国01规范“小震不坏要求”相比，设防目标基本相同，但设防水准较高，因此Ec8“限制破坏要求”较我国01规范“小震不坏要求”更为严格。Ec8中没有高于设计地震水准的设防要求，所以对我国01规范规定的大震水准的设防要求，有的研究者认为设防标准过高，可以适当降低。

6、完善我国抗震设防目标

对于不同重要性的建筑抗震设防目标应该加以区分，我国建筑抗震规范给出的抗震设防目标是丙类建筑的抗震设防目标，对于乙级和甲级建筑并没有形成与其抗震功能相配套的要求，只是在抗震措施上给予提高和降低。乙类建筑是地震时使用功能不能中断或尽快回复的生命线相关建筑，需要提高设防的标准。四川汶川大地震的大量震害，特别是中小学校舍和通信等生命线工程的倒塌，使得学校人员伤亡所占比例加大和生命线工程在抗震救灾的作用不能很好的发挥。总结这次教训，不仅仅是把中小学校舍列为乙类建筑，而且要探讨和明确甲类、乙类建筑的抗震设防标准，有配套的抗震设计要求，包括抗震概念设计、抗震验算和抗震构造措施等。在抗震概念设计中还应包括房屋高度、总层数、结构体系和结构布置的规则性及抗震等级划分等。

汶川地震学校及幼儿园的震害 汶川地震学校及幼儿园的震害

参考文献：

[1]高小旺，刘佳，高炜.不同重要性建筑抗震设防目标和标准.北京：北京三茂建筑工程检测鉴定有限公司.

[2]吕西林．超高层建筑结构抗震研究．国家杰出青年科学基金实施十周年纪念文集(工程科学分册)，国家自然科学基金委工程与材料科学部编,2004．

[3]European Committee for Standardization．Eurocode8：Design of Structures for Earthquake Resistance，2003． [4]中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版，2010. [5]高小旺,等.工程抗震设防标准若干问题的探讨.土木工程学报,1997.