我國建筑抗震設計規范

鮑海英

摘要：我國是一個地震多發生的國家，飽受地震災害，因此，最大限度地減輕地震災造成的各類損失是我們工程技術人員和政府十分關心致并致力解決的問題。本文針對我國建筑抗震設計規范GB50011－2001展開討論。

關鍵詞：建筑抗震設計規范

1簡述我國建筑抗震設計規范GB50011-2001

GB50011-2001明確提出了減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡，減少經濟損失的目的。建筑抗震規范就是為達到此目的而對建筑有關問題所做出的一系列規定和要求。它是將從事建設活動的有關各方組織協調一致的約束性文件，涉及到對地震作用的客觀反映，對結構抗震性能的考慮，對建筑場地和建筑物地基不同條件的分析，對抗震計算方法的完善以及對長期抗震建筑經驗的總結與應用。

我國建筑抗震規范實際上是根據科學的不斷發展與建筑經驗不斷積累而完成的，因此，它的發展標志著科技進步的水平，抗震經驗的積累、建筑結構變化的特征以及經濟發展的水準，甚至抗震防災理念的變化，最具有豐富的實踐基礎，最具有理論與實踐緊密結合的特征和價值。在對我國建筑抗震規范從外部地震環境和建筑本身屬性等決定地震對結構作用的諸因素，以及抗震計算方法和抗震建筑經驗各方面研究時，必須首先注意各國建筑抗震規范抗震設防的基本思路和原則這個起著統帥作用的特點。

2我國建筑抗震設計規范發展的若干討論

我國現行建筑抗震設計規范GB50011-2001，代表了我國當代建筑抗震設計的新水平。其采用的基于概率統計的三水準多級設防標準：在確定地震作用時，考慮了地震的概率，震級，震中距，以及場地土性的影響；同時使用了靜力理論的底部剪力法、動力理論的振型分解反應譜法和時程分析法來計算水平地震作用，以便發揮各自的優勢；根據建筑結構的重要性不同對抗震措施和計算方法進行調整；采用不同的地震作用計算方法以適應不同的結構體系；分別采用彈性變形和彈塑性變形驗算來保證結構小震不壞和大震不倒；根據地震危險性和建筑物地震反應特點確定需要進行豎向地震作用的建筑結構等，均反應了現行中國抗震設計的新水平和中國現階段的國情與經濟發展水平。

2.1抗震設防水準與設防目標由于地震發生的隨機性，我國現行建筑抗震設計規范中，對抗震設防水準采用基于概率分析的不同設防級別“小震，中震，大震”，應該說是合理的。我國現行規范采用了抗震設防烈度和設計基本地震加速度雙重指標與不同的設防水準相對應。其中用設防烈度作為抗震設防指標是值得討論的。抗震設防目標就是要盡可能地防止地震時及地震后建筑物的失效并保障人民的生命財產安全。由于在建筑使用壽命期間，地震發生的概率具有隨機性，因此，對于不同大小的地震，根據建筑物的重要性和用途，采用不同基準的設防目標應該有其合理性。中國現行規范已采用了“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三級設防且標。我國幅員遼闊，各地區的地震環境與風險性差異很大，經濟發展和人口密度也極不平衡，導致各地區的地震危害性有非常大的差別。高地震危險性地區的低層和一般建筑也有很大的危險性，而相反處于低地震危險性地區的高層重要建筑，其危險性也不大。因此若能在設防目標上，進一步同時考慮建筑物的重要性及用途以及建筑所在地的地震危險性和經濟水平，采用不同設防標準的設防目標應該值得考慮。

2.2地震作用地震作用不僅受很多因素的影響，而且是地震發生概率的函數。當用某些參數來反映地震作用時，必須針對地震的某一個發生概率，或者說一定震級。一定時期內基于一定概率的地震可以用地震的強度，頻譜特性及持續時間來描述。地震強度和頻譜特性要受地震震級，震中距，場地類型，土質特性，甚至地震的傳播方向的影響。由于地震的持續時間有很強的不確定性，而低強度地震的常時間作用會比高強度地震的短時間作用產生更大的破壞，目前，對它的影響常通過對地震強度和頻譜特性的調整來反映，使地震作用常針對特定場地類型，用峰值地面運動特征值，或用特定阻尼單自由度體系修勻后的彈性反應譜特征值來反映。地震持時對結構的影響只有在時程分析法中才能考慮，而在擬靜力理論的底部剪力法或振型分解法中合理考慮地震持時的方法，也就是如何考慮地震持時調整地震作用仍是一個需考慮的重要方面。

2.3場地地基目前我國規范中，場地地基對地震動的影響常通過不同場地土的分類以及其特征周期值來反映。規范采用了剪切波速和場地土覆蓋層厚度來對場地土進行分類，對不同場地采用不同的地震反應譜。應該說規范中采用20米深度以內的折算剪切波速和80米以內的授蓋層厚度來劃分場地類型，并不能全面反映土層對地震動強度和特性的影響。在場地土分類時，可考慮標準貫入基數、承載力、地下水位等指標的不同變化對場地土分類的影響。不僅考慮場地土對地震動的影響，而且在計算方法、概念設計及構造措施上綜合考慮不同場地土的影響應更具有合理性。

我國建筑抗震設計規范一直以來，沒有考慮場地條件對地面運動峰值加速度的影響，其主要原因是缺乏場地土加速度在0.19以上的強震記錄，這個問題說明有必要考慮場地條件對地面加速度峰值PGA的影響，并對抗震設計規范中的有關條款作相應的修訂。

2.4建筑結構建筑結構使用功能的重要性，體系的類型與施工因素等都是從建筑結構這個方面影響結構地震反應的重要因素。我國現行規范己對使用功能重要性不同的建筑進行分類，對于它們采取了調整地震作用和調整抗震措施等級以及調整計算方法等以區別對待；對于結構體系的類型，規范也對其進行了規定，要求對平面不規則的建筑結構，或立面不規則的建筑結構，進行水平地震作用計算和內力調整，即對復雜平面結構考慮了扭轉振動效應，而對均勻對稱結構采用了調整地震作用效應的方法考慮扭轉效應。震害經驗多次表明：即使是對稱結構，有時也會產生扭轉破壞：另外，地震作用本身也帶有扭轉分量，偶然偏心放大了結構的扭轉效應，在扭轉不規則的計算時應該考慮偶然偏心的影響。因此建議對規則結構，在采用調整地震作用效應的方法考慮扭轉效應時，應考慮結構平面尺寸對扭轉效應的影響，采用不同的調整系數。規范中考慮了建筑結構自振周期與阻尼對其振動特性的影響，但在地震剪力沿結構高度方向的分布上，僅對結構自振期大于特征周期1.4倍的多高層鋼筋混凝土或鋼結構房屋以及內框架磚房，考慮了結構白振周期的影響，加大了其頂部地震作用。

3結語

當前，我國規范在多級抗震設防水準，確定地震作用，考慮場地地基和建筑結構對地震動的影響等方面均體現了現階段我國的抗震技術水平，并符合當今我國的經濟發展水平，在我國有著較好的實用性，但規范中仍有如下幾點可待提高：未來的規范修訂可考慮直接采用地震動參數作為設防指標，在設防目標上采用設防標準不同的設防目標；建筑物地面以上和地面以下部分振動特性的不同，可以分別采用不同的方法確定其地震作用；在場地土分類時，可考慮標準貫入擊數、承載力、地下水位等指標對場地土分類的影響：逐漸擴大需考慮豎向地震作用效應的結構范圍。