關于工程結構抗震設防標準的幾個問題的討論

白 雨

(山西大學土木工程系，山西 太原030006)

我國先后經歷過比較嚴重的唐山大地震、汶川地震，地震災害所帶來的損失十分嚴重。要想解決和減少地震所帶來的傷害就需要對各種建筑設施進行防震設計和施工建設，從而間接減少帶來的地震危害。

1 抗震設防標準

1.1 國外抗震設防標準

不同國家由于自身的經濟條件、地震危害程度、社會因素、政治因素等方面存在差異，使得在設防標準上也存在很大的差異性。本文主要介紹美國、日本以及歐盟在抗震方面設立的抗震設計標準，希望為我國抗震設計提供一定的經驗借鑒。

(1)美國抗震規范。美國抗震規范由于當時經濟、政治體制的影響抗震規定也具有多種模板，主要包括抗震技術指南、地方規范、專業結構規范以及國家規范等幾種類別［1］。美國聯邦緊急事務管理局規定“保證結構在合理超越概率和地震的作用下絕對安全并且不存在損傷”，并且規定了設防目標以及兩級抗震設防水準。

(2)日本建筑法則。日本建筑法則對抗震設防設立了兩個等級，第一個標準是在中等強度地震作用下，建筑結構要保證不遭受任何程度的破壞，確保建筑、生命、財產的安全;第二個標準是指在強震作用下，建筑物不會發生倒塌或者出現危及人身安全的事故。

(3)歐盟規范。歐盟制定了兩級防震設防要求:不倒塌和限制破壞要求。地震作用期限為50年，保證建筑在50 年的多次地震作用下，結構不會存在局部破壞或倒塌。

1.2 我國抗震設防標準

我國抗震設防標準沒有做出明確規定，只是指出在震級8 級以下不用設防，9 級及以上的話可以采取降低建筑高度和改善建筑平面來減少地震帶來的傷害。80 年代以后提出了富有時代特色的“小震不壞;中震可修;大震不倒”的設防目標，但是設防標準仍舊存在很多的缺點和問題，主要包括:

(1)設防標準設置過于死板，僅僅通過地震危險性進行等級劃分，并沒有實際考察設防標準對震區建筑物震害、人員傷亡以及經濟損失等方面的具體影響，不能夠保證未來發生地震建筑結構的安全性。

(2)對于發生的大震還是小震，全國上下都借助統一標準進行區分，沒有考慮不同城市經濟、社會、建筑水平、人口密集程度等方面的所存在的差異性，容易導致抗震救災物質的浪費，而對于一些人口密集的震區還有可能存在安全隱患。

(3)當前的設防標準考慮的問題都過于片面，只是考慮建筑結構在地震時不要出現損壞或者是倒塌，并且確保人身安全［2］，但是沒有考慮要保證整座城市能夠在震后繼續穩定的運行。

1.3 工程結構抗震設防標準

工程設防的傳統思想其實就是利用最低的造價建設滿足實用和安全性能的工程，通過不斷的探索，人們轉變了對工程建筑安全的定義，引入了針對建筑結構安全性的概念。將建筑結構強度R0 外部荷載力的變化產生的效應進行比值計算得出R 值，如果結構的比值大于1 則表明結構安全局，如果小于1 則表示結構存在安全隱患。我國的抗震設防標準原則可以用以下公式表示:

E=收益－可能存在一定的損失=最大

其中的收益指的是建筑結構在建設完成之后所獲取的全部直接以及間接的精神成果;生產投資則可能是利用貨幣衡量，再加上建筑結構破壞所產生的各方面影響，通過人數傷亡數據以及對人們日常生活動作的影響，很難由其公式得出［3］。費用一般是一種概念性總稱，它主要包括有裝修費、施工費用以及材料費等，可以發現在建筑結構設計施工時，工程造價和修復費用本身就是看似毫無關聯的，所以要想對在減少工程造價的同時又不會引起維修費用的提升，可以通過優化初始造價和修復費用之間的配比，找出兩者之間的一個平衡點。

2 工程結構抗震設防標準問題

區地震發生的特點對工程結構進行防震設防處理十分必要。

(1)抗震設防的原則。設防原則有以下幾大類別:杜絕和減少人員的傷亡;盡量減少財產的損失;采取相關措施減少人員傷亡;容許工程結構在發生地震時出現小程度的損壞;工程設施在地震發生時確保安全性，并且保證不會向外界排放有毒物質和不會導致發生嚴重程度的次生災害。

(2)抗震設防的目標。工程結構在抗震設防時具有非常明確的目標:小震不壞;中震可修;大震不倒。我國也在1989 年發布的相關設防規范文件中采用了這種思想。不過在設防目標上仍舊存在幾個方面的問題。首先對大、小震的不倒還是不壞缺乏明確定義，其次只是單純考慮設防目標并沒有考慮工程結構的經濟指標，最后沒有根據地區的不同，規定設防目標。

(3)抗震設防的環境。一般來講設防環境并不是一種主觀量，它是取決于人們對地震危險性的評估結果和地震的評估方法，更多的是來自于一種客觀評估。設防環境是確定設防標準以及設防目標的重要依據，它的準確性評估對于工程結構設防具有非常重要的意義。

(4)抗震設防的參數借鑒。在進行工程設防時，需要借助一定的物理參數進行，國內外使用最多的參數有地震動參數以及烈度參數兩種［4］。不過這幾年來越來越多的國家傾向于使用地震動參數，因為隨著科技的不斷進步，烈度參數所暴露出的弊端也越來越多，不能夠滿足人們的設防需要。

(5)抗震設防的等級。同一類建筑在同一個地區由于受到當地不同政治、經濟、文化等方面的影響，再加上震后的影響程度，在考慮設防等級的時候就會存在很大差異。重要性的工程結構一般需要較高的設防等級，相對來講一些普通的工程結構就不需要設立很高的設防等級。

3 結 語

綜上所述，我們可以得出以下結論:首先抗震設防的多級目標本質是基于生命安全所建立起來的，當前一般都是把結構承載力作為設計的控制因素，所以要想保證抗震設防設計能夠滿足要求就需要加強以上幾方面因素的控制，以減少地震給人們生命和經濟財產帶來的危害。

［1］陳小飛.村鎮建筑基于性態的抗震設防標準、易損性分析及應用［D］.廣州大學，2013.

［2］蔡靜敏.某超限高層建筑結構抗震超限設計與分析［D］.華南理工大學，2013.

［3］陸本燕.基于性能抗震設計理論的橋梁結構性能量化指標研究［D］.長安大學，2011.

［4］袁麗，王婧，陳圓圓.不同抗震設防標準對框架結構農居工程造價的影響［J］.自然災害學報，2013，(6):104－109.