《鎮(鄉)村建筑抗震技術規程》與《建筑抗震設計規范》的簡單對比

秦 東 張志遠 邊保林

(中國建筑科學研究院，北京 100013)

1 前言

《鎮(鄉)村建筑抗震技術規程》(以下簡稱《鎮(鄉)村規程》或《鎮規》)是針對目前農村村鎮地區房屋特點制訂的一部抗震設計規程。村鎮建筑普遍存在主體結構材料強度低、整體性差、構件之間連接薄弱等問題。《鎮(鄉)村規程》采用“小震不壞、中震主體結構不致嚴重破壞、圍護結構不發生大面積倒塌“的抗震設防目標;主要適用對象是村鎮中，無鋼筋混凝土構造柱、圈梁，采用木樓(屋)蓋，或冷軋帶肋鋼筋預應力圓孔板樓(屋)蓋的一、二層房屋。其它較正規的村鎮公用建筑、三層及以上或采用鋼筋混凝土構造柱、圈梁的村鎮房屋，仍然應按《建筑抗震設計規范》(以下簡稱《抗震規范》或《抗規》)設計施工。

由于《鎮(鄉)村規程》適用對象的抗震構造要求較低，為保證其地震時的安全，中震情況下墻體仍有一定的承載能力，其抗震能力要求相應地比《抗震規范》中的規定有所提高。因此，在用《鎮(鄉)村規程》設計計算時，與采用《抗震規范》相比有不少的差異。

本文的目的就在于對《鎮(鄉)村規程》與《抗震規范》的計算與構造要求進行簡單對比，了解其一般規律。希望對設計人員使用《鎮(鄉)村規程》進行村鎮砌體結構設計的工作有所幫助。

2 地震作用計算對比

2.1 《鎮(鄉)村規程》

與設防目標相對應，《鎮(鄉)村規程》采用基本烈度地震作用標準值進行截面抗震驗算。《鎮(鄉)村規程》基本烈度地震作用下結構的水平地震作用標準值按式(1)確定:

式中:FEkb——基本烈度地震作用下的結構總水平地震作用標準值;

Geq——結構等效總重力荷載，兩層房屋取總重力荷載代表值的95%;

αmaxb——基本烈度地震影響最大值，見表1。

表1 基本烈度水平地震影響系數最大值

2.2 《抗震規范》

《抗震規范》的設防目標是:小震不壞，中震可修、大震不倒。采用多遇地震作用設計值進行截面抗震驗算。砌體結構多遇地震作用下結構的水平地震作用標準值按式(2)確定:

式中:FEkb——結構總水平地震作用標準值;

Geq——結構等效總重力荷載，兩層以上房屋取總重力荷載代表值的85%;

αmax——多遇地震水平地震影響系數最大值，見表2。

表2 多遇地震水平地震影響系數最大值

2.3 地震作用對比結果

《鎮(鄉)村規程》的基本烈度水平地震影響系數，大約是《抗震規范》多遇地震水平地震影響系數的3倍。但是，《抗震規范》采用地震作用設計值，要在標準值基礎上乘以1.3。同時結構等效總重力荷載兩者略有不同，《鎮(鄉)村規程》取總重力荷載代表值的95%，《抗震規范》取總重力荷載代表值的85%。綜合考慮以上因素，《鎮(鄉)村規程》計算的地震作用大約為《抗震規范》的2.5倍左右，見表3。

表3 《鎮(鄉)村規程》與《抗震規范》水平地震力比較

3 磚墻抗震受剪極限承載力計算對比

3.1 《鎮(鄉)村規程》

《鎮(鄉)村規程》的墻體截面抗震受剪極限承載力驗算公式:

式中:Vb——基本烈度地震作用下墻體剪力標準值;

γbE——極限承載力抗震調整系數，承重墻可取0.85，非承重墻可取 0.95;

ζN——砌體抗震抗剪強度的正應力影響系數;

fv，m——非抗震設計的砌體抗剪強度平均值;對于磚砌體fv，m=2.38fv;

fv——非抗震設計的砌體抗剪強度設計值;

A——抗震墻墻體橫截面積。

對于承重墻，將式中各值代入式(3)后(γbE取0.85)的墻體截面抗震受剪極限承載力驗算公式:

3.2 《抗震規范》

《抗震規范》的墻體截面抗震受剪極限承載力驗算公式:

式中:V——多遇地震作用下墻體剪力設計值;

γRE——承載力抗震調整系數，墻兩端無構造柱時，取 1.0。

將γRE=1.0代入式(5)得到的墻體截面抗震受剪極限承載力驗算公式:

3.3 磚墻抗震受剪極限承載力對比結果

對于承重墻，對比式(4)式和式(6)，可得到《鎮(鄉)村規程》的墻體截面抗震受剪極限承載力計算值大約是《抗震規范》的2.0倍。

4 抗震驗算結果對比

砌體結構抗震驗算時，一般以考慮承載力抗震調整系數后的墻體截面抗震受剪極限承載力，與地震剪力的比值，即抗力與荷載效應比作為驗算安全度評價指標。當計算結果不小于1時，驗算即通過。

由于《鎮(鄉)村規程》計算的墻體截面抗震受剪極限承載力計算值大約是《抗震規范》的2.0倍，地震作用大約為《抗震規范》的2.5倍左右。進一步可得到抗力與荷載效應比大約是《抗震規范》的0.8(2.0/2.5)倍。即對同一墻體的驗算中，按《鎮(鄉)村規程》進行設計時要求有更高的承載能力。

5 構造規定對比

總的比較來看，《鎮(鄉)村規程》的抗震構造要求比《抗震規范》稍有降低。

《抗震規范》要求每層及樓蓋處設置圈梁，在外墻四角、單元橫墻與縱墻交接處等部位要設置構造柱;而《鎮(鄉)村規程》對構造柱沒有要求。

兩者的房屋局部尺寸限值比較見表4。

房屋的層高限值，《鎮(鄉)村規程》規定:單層不應超過4.0m，兩層不應超過3.6m。《抗震規范》規定:層高不應超過3.6m。

兩者的房屋抗震橫墻最大間距比較見表5。

表4 房屋局部尺寸限值比較 (單位:m)

表5 房屋抗震橫墻最大間距比較 (單位:m)

6 計算實例對比

某兩層村鎮建筑，地震設防烈度為7度，采用砌體結構，無構造柱、圈梁。房屋示意見圖1。分別使用《鎮(鄉)村規程》與《抗震規范》進行抗震計算，計算對比結果見表6。由表6可看出《鎮(鄉)村規程》計算的地震剪力大約為《抗震規范》的2.47倍，抗力與荷載效應比大約是《抗震規范》的0.8倍，與前面的比較完全一致。

表6 《鎮(鄉)村規程》與《抗震規范》的計算實例對比

7 對比結論

通過《鎮(鄉)村規程》與《抗震規范》的計算公式對比分析，和計算實例對比。可得出以下結論:

圖1 計算實例房屋示意圖

1)《鎮(鄉)村規程》計算的地震作用大約為《抗震規范》的2.5倍;

2)《鎮(鄉)村規程》計算的墻體截面抗震受剪極限承載力計算值大約是《抗震規范》的2.0倍;

3)《鎮(鄉)村規程》的抗震構造要求比《抗震規范》稍有降低;

4)雖然《鎮(鄉)村規程》的中震設防目標低于《抗震規范》，但是，《鎮(鄉)村規程》的抗震構造要求較低，其計算的要求仍然高于《抗震規范》，對同一結構計算的結果，最后的抗力與荷載效應比大約是《抗震規范》的0.8倍。

[1]鎮(鄉)村建筑抗震技術規程[S](JGJ161－2008).

[2]建筑抗震設計規范[S](GB50011－2010).