抗震設(shè)防目標(biāo)是指建筑結(jié)構(gòu)遭遇不同水準(zhǔn)的地震影響時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、使用功能、設(shè)備的損壞程度及人身安全的總要求。建筑設(shè)防目標(biāo)要求建筑物在使用期間,對(duì)不同頻率和強(qiáng)度的地震,應(yīng)具有不同的抵抗能力,對(duì)一般較小的地震,發(fā)生的可能性大,故又稱多遇地震,這時(shí)要求結(jié)構(gòu)不受損壞,在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都可以做到;而對(duì)于罕遇的強(qiáng)烈地震,由于發(fā)生的可能性小,但地震作用大,在此強(qiáng)震作用下要保證結(jié)構(gòu)完全不損壞,技術(shù)難度大,經(jīng)濟(jì)投入也大,是不合算的,這時(shí)若允許有所損壞,但不倒塌,則將是經(jīng)濟(jì)合理的。因此,中國(guó)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中根據(jù)這些原則將抗震目標(biāo)與三種烈度相應(yīng),分為三個(gè)水準(zhǔn),具體描述為:
當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震(或稱小震)影響時(shí),建筑物—般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。
當(dāng)遭受本地區(qū)規(guī)定設(shè)防烈度的地震(或稱中震)影響時(shí),建筑物可能產(chǎn)生一定的損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。
當(dāng)遭受高于本地區(qū)規(guī)定設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震(或稱大震)影響時(shí),建筑可能產(chǎn)生重大破壞,但不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。通常將其概括為:“小震不壞,中震可修、大震不倒”。
結(jié)構(gòu)物在強(qiáng)烈地震中不損壞是不可能的,抗震設(shè)防的底線是建筑物不倒塌,只要不倒塌就可以大大減少生命財(cái)產(chǎn)的損失,減輕災(zāi)害。一般,在設(shè)防烈度小于6度地區(qū),地震作用對(duì)建筑物的損壞程度較小,可不予考慮抗震設(shè)防,在9度以上地區(qū),即使采取很多措施,仍難以保證安全,故在抗震設(shè)防烈度大于9度地區(qū)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)按有關(guān)專門(mén)規(guī)定執(zhí)行。所以《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》適用于6~9度地區(qū)。
各抗震設(shè)防類(lèi)別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)符合下列要求:
1.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用,達(dá)到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。
2.重點(diǎn)設(shè)防類(lèi),應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施;但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基礎(chǔ)的抗震措施,應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時(shí),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。
3.特殊設(shè)防類(lèi),應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施;但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時(shí),應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。
4.適度設(shè)防類(lèi),允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施,但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下,仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。
注:對(duì)于劃為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)而規(guī)模很小的工業(yè)建筑,當(dāng)改用抗震性能較好的材料且符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)體系的要求時(shí),允許按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)設(shè)防。
建筑抗震設(shè)防類(lèi)別劃分,應(yīng)根據(jù)下列因素的綜合分析確定:
1.建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響的大小。
2.城鎮(zhèn)的大小、行業(yè)的特點(diǎn)、工礦企業(yè)的規(guī)模。
3.建筑使用功能失效后,對(duì)全局的影響范圍大小、抗震救災(zāi)影響及恢復(fù)的難易程度。
4.建筑各區(qū)段的重要性有顯著不同時(shí),可按區(qū)段劃分抗震設(shè)防類(lèi)別。下部區(qū)段的類(lèi)別不應(yīng)低于上部區(qū)段。
5.不同行業(yè)的相同建筑,當(dāng)所處地位及地震破壞所產(chǎn)生的后果和影響不同時(shí),其抗震設(shè)防類(lèi)別可不相同。
注:區(qū)段指由防震縫分開(kāi)的結(jié)構(gòu)單元、平面內(nèi)使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。
建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類(lèi)別:
1.特殊設(shè)防類(lèi):指使用上有特殊設(shè)施,涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果,需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱甲類(lèi)。
2.重點(diǎn)設(shè)防類(lèi):指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑,以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果,需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。簡(jiǎn)稱乙類(lèi)。
3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi):指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱丙類(lèi)。
4.適度設(shè)防類(lèi):指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害,允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡(jiǎn)稱丁類(lèi)。
你好,這個(gè)不矛盾啊,就是抗震烈度為6度,抗震等級(jí)三級(jí)啊
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明:抗震設(shè)防烈度8度,抗震措施設(shè)防烈度按9度。那畫(huà)圖的時(shí)候應(yīng)該按8度設(shè)防設(shè)置。因?yàn)榭拐?、9度設(shè)防抗震烈度的抗震級(jí)別的鋼筋錨固是一樣的,不會(huì)影響工程量。 -->
建筑抗震設(shè)防類(lèi)別如下:是丙類(lèi)建筑可以按《GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.2確定抗震等級(jí)。
抗震設(shè)防要求是指經(jīng)國(guó)務(wù)院地震行政主管部門(mén)制定或?qū)彾ǖ模瑢?duì)建設(shè)工程制定的必須達(dá)到的抗御地震破壞的準(zhǔn)則和技術(shù)指標(biāo)。它是在綜合考慮地震環(huán)境、建設(shè)工程的重要程度、允許的風(fēng)險(xiǎn)水平及要達(dá)到的安全目標(biāo)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)承受能力等因素的基礎(chǔ)上確定的,主要以地震烈度或地震動(dòng)數(shù)表述,新建、擴(kuò)建、改建建設(shè)工程所應(yīng)達(dá)到的抗御地震破壞的準(zhǔn)則和技術(shù)指標(biāo)。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,抗震設(shè)防烈度在6度及以上地區(qū)的建筑,必須進(jìn)行抗震設(shè)防。
抗震設(shè)防通常通過(guò)三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)達(dá)到:確定抗震設(shè)防要求,即確定建筑物必須達(dá)到的抗御地震災(zāi)害的能力;抗震設(shè)計(jì),采取基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)等抗震措施,達(dá)到抗震設(shè)防要求;抗震施工,嚴(yán)格按照抗震設(shè)計(jì)施工,保證建筑質(zhì)量。上述三個(gè)環(huán)節(jié)是相輔相成密不可分的,都必須認(rèn)真進(jìn)行。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》采用二階段設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求:
第—階段設(shè)計(jì)是(小震不壞)按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力,以及在小震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性變形。具體的說(shuō)是在方案布置符合抗震設(shè)計(jì)原則的前提下,以眾值烈度(小震)下的地震作用值作為設(shè)防指標(biāo),假定結(jié)構(gòu)和構(gòu)件處于彈性工作狀態(tài),計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)(內(nèi)力和變形),驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力,并采取必要的抗震措施。這樣既滿足了在第—水準(zhǔn)下具有必要的承載力(小震不壞),同時(shí)又滿足了第二水準(zhǔn)的設(shè)防要求(損壞可修)。另外,對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和框架——剪力墻結(jié)構(gòu)等較柔的結(jié)構(gòu),還要驗(yàn)算眾值烈度下的彈性間層位移,以控制其側(cè)向變形在小震作用下不致過(guò)大。對(duì)大多數(shù)的結(jié)構(gòu),可只進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì),而通過(guò)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來(lái)滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。
第二階段設(shè)計(jì)是(中震可修)彈塑性變形驗(yàn)算,對(duì)特殊要求的建筑和地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu),除進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)外,還要按大震作用時(shí)進(jìn)行薄弱部位的彈塑性層間變形驗(yàn)算和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施,實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)(大震不倒)的設(shè)防要求。首先是要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)截面尋找結(jié)構(gòu)的薄弱層或薄弱部位(層間位移較大的樓層或首先屈服的部位),然后計(jì)算和控制其在大震作用下的彈塑性層間位移,并采取提高結(jié)構(gòu)變形能力的構(gòu)造措施,達(dá)到大震不倒的目的。
(其中,上面提到的小震、基本烈度、大震之間的大致關(guān)系為:小震比基本烈度低1.55度;大震比基本烈度高1度左右。)
烈度與加速度都是描述地震作用下地面震動(dòng)或影響的標(biāo)量,但在工程抗震設(shè)防中的作用卻各不相同。它們類(lèi)似于佳肴制作中的鹽與糖。各種佳肴均離不開(kāi)鹽,但未必需要糖;即便是以糖為主要佐料的甜食,如果稍加一點(diǎn)點(diǎn)鹽,則味道會(huì)更美好。它們之間可以互為補(bǔ)充,卻不能相互代替。本文擬通過(guò)相關(guān)問(wèn)題的論述,希望有助于科學(xué)地看待安評(píng)工作中烈度與加速度的結(jié)果。
抗震設(shè)計(jì)離不開(kāi)烈度
當(dāng)前,我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)仍然是以概念設(shè)計(jì)為主。只有少數(shù)工程結(jié)構(gòu)才使用抗震驗(yàn)算或模型實(shí)驗(yàn)等輔助設(shè)計(jì)手段。在概念設(shè)計(jì)中的抗震措施要求,是根據(jù)國(guó)內(nèi)外震害經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)而規(guī)定的。所以,我國(guó)現(xiàn)行的各抗震設(shè)計(jì)規(guī)范大都是以“設(shè)防烈度”或“設(shè)計(jì)烈度”為依據(jù)的。特別是地基處理、選材選型和結(jié)構(gòu)抗震措施等,均要求按烈度分檔進(jìn)行設(shè)計(jì)。就是在大型水利樞紐工程或核電廠的地安評(píng)工作中,甲方也都要求有“地震基本烈度復(fù)核”的內(nèi)容。在《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50267-79,P12)中還規(guī)定,對(duì)安全殼等結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震措施,應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)Ⅸ度抗震設(shè)防時(shí)的有關(guān)要求??梢哉f(shuō),當(dāng)今中國(guó)的抗震設(shè)計(jì)還離不開(kāi)烈度,只有少數(shù)需要進(jìn)行抗震驗(yàn)算或模型實(shí)驗(yàn)的工程才用到加速度。
烈度與地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系
烈度與地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系是復(fù)雜的,還未找到由加速度換算烈度的科學(xué)依據(jù)。在《中國(guó)地震烈度表》(GB/T17742-99)中所列的地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度標(biāo)志,包括了水平加速度峰值和水平速度峰值。在相應(yīng)的宣貫教材(P72~75)中,對(duì)該標(biāo)志的依據(jù)和含義做了論述,尤其強(qiáng)調(diào)了“平均值”的重要性。且該標(biāo)志只是綜合評(píng)定烈度的依據(jù)之一,既不是“必要”依據(jù),也不是“充分”依據(jù)。
世界上一些早期的烈度表,也曾把等價(jià)的地面加速度峰值作為烈度表的一部分。但在上世紀(jì)中后期的廣泛討論中(國(guó)外地震,1975.5,P5~24),相當(dāng)一致的意見(jiàn)認(rèn)為,烈度的定量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該全面反應(yīng)地震的強(qiáng)度、頻譜和持時(shí),并對(duì)單純以地面加速度峰值評(píng)定烈度持否定態(tài)度。因而在新的《歐洲地震烈度表》(1992)中,就刪去了這部分內(nèi)容。他們認(rèn)為,烈度與地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間不能以簡(jiǎn)單的關(guān)系來(lái)表述。同樣有證據(jù)說(shuō)明,地面加速度不是影響烈度的非常重要的參數(shù)。因此,不再把地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)(如加速度)包括到烈度表中來(lái)。
越來(lái)越多的觀測(cè)資料表明,相同烈度下的地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)有很大的離散性,上下限的數(shù)值可以相差幾倍到幾十倍,顯示出烈度與地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間的相關(guān)性甚小,其關(guān)系復(fù)雜。胡聿賢院士在他著的《地震工程學(xué)》 (P184~189)中,也曾論述過(guò)烈度同地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間的復(fù)雜關(guān)系,指出了在考慮烈度同加速度峰值之間的關(guān)系時(shí),至少還應(yīng)考慮震級(jí)的因素。對(duì)同一烈度,由于震級(jí)的不同,加速度可以在一個(gè)數(shù)量級(jí)之間變化。正是由于這種復(fù)雜關(guān)系的存在,導(dǎo)致了在地震烈度與地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間難以建立簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在《地震工程學(xué)》(P191~192)中,專門(mén)論述了分別以烈度為自變量和以地面加速度峰值為自變量所得的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式差別很大。如若從烈度Ⅷ度推算的加速度峰值為0.25g;而從0.25g推算的烈度卻為Ⅵ度強(qiáng)(6.7度)。人們無(wú)法接受這種差異。很顯然,胡聿賢院士在十年前就已告誡我們,即使建立了地震烈度同加速度峰值之間的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,并不能說(shuō)明加速度峰值同烈度之間存在類(lèi)似的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
合理看待烈度與加速度結(jié)果之間的變異性差異
安評(píng)結(jié)果實(shí)質(zhì)上是對(duì)場(chǎng)地在未來(lái)工程壽期內(nèi)可能遭遇的地震風(fēng)險(xiǎn)性所作的估計(jì)。這種估計(jì)是建立在現(xiàn)有資料和科學(xué)認(rèn)識(shí)水平上的。安評(píng)結(jié)果的科學(xué)性,首先是指可重復(fù)性和唯一性。一樣的資料和分析方法,不同安評(píng)單位應(yīng)該得到相同的結(jié)果。然而,由于資料的不完備和認(rèn)識(shí)水平的局限性,安評(píng)結(jié)果的不確定性是在所難免的。這種不確定性的大小,可以用變異系數(shù)(方差與均值之比值)來(lái)描述。
潘華在博士論文《概率地震危險(xiǎn)性分析中參數(shù)不確定性研究》中得到:①由于地震統(tǒng)計(jì)區(qū)的不確定性,在華北地區(qū)造成場(chǎng)點(diǎn)烈度變異系數(shù)均值為0.04,最大達(dá)0.11;基巖PGA變異系數(shù)均值近0.3,最大值超過(guò)0.85。②地震活動(dòng)性參數(shù)的不確定性影響,烈度變異系數(shù)均值為0.031;PGA的變異系數(shù)均值達(dá)0.18。
該論文僅從地震統(tǒng)計(jì)區(qū)和地震活動(dòng)性參數(shù)的不確定性,論述了烈度和加速度峰值結(jié)果的變異系數(shù)差別。如果再綜合考慮潛在震源區(qū)、地震震源深度、衰減關(guān)系以及場(chǎng)地土層地震動(dòng)力反應(yīng)分析的不確定性,其差別會(huì)更加明顯。
不應(yīng)簡(jiǎn)單地用加速度峰值換算烈度
將《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中的加速度分區(qū)等效為基本烈度的規(guī)定,并不意味著可以由加速度峰值去換算烈度在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18306-2001的提示性附錄D中指出:“當(dāng)涉及地基處理、構(gòu)造措施或其他防震減災(zāi)措施時(shí),地震基本烈度數(shù)值可由本標(biāo)準(zhǔn)查取地震動(dòng)峰值加速度并按表D1確定,也可根據(jù)需要做更細(xì)致的劃分”。其表D1給出了地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對(duì)照表。在相應(yīng)的宣貫教材中,未對(duì)表D1的科學(xué)依據(jù)和如何進(jìn)行“更細(xì)致的劃分”作說(shuō)明,暫且將表D1解釋為“政策性”的規(guī)定。從相應(yīng)的宣貫教材可知,編制地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的數(shù)據(jù),是由五套潛在震源區(qū)和地震活動(dòng)性參數(shù)的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ),考慮到參數(shù)不確定影響和與《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖(1990)》的過(guò)渡,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加權(quán)綜合,得到每個(gè)格點(diǎn)“基巖”場(chǎng)地50年超越概率10%水平下的EPA和EPV值(P62);在分區(qū)時(shí)還考慮了與抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的銜接等因素(P90)。所以,地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖可以理解為加權(quán)平均結(jié)果。
但是,除極少數(shù)Ⅰ級(jí)安評(píng)工作系采用多方案數(shù)據(jù)組合的平均值結(jié)果為評(píng)價(jià)依據(jù)外,絕大多數(shù)安評(píng)工作都只是一組數(shù)據(jù)的結(jié)果。由于地震統(tǒng)計(jì)區(qū)、潛在震源區(qū)、地震活動(dòng)性參數(shù)、衰減關(guān)系,以及場(chǎng)地土層地震動(dòng)力反應(yīng)分析等方面的不確定性,可以用若干個(gè)數(shù)據(jù)組合方案來(lái)描述,且不存在唯一正確的方案。因此,采用一組數(shù)據(jù)方案所得的結(jié)果,不可能作為“平均值”看待,也就很難用安評(píng)所得的加速度峰值去等效烈度。
綜上所述,烈度與加速度在工程抗震設(shè)防中的作用不同,其變異性差別也很顯著。它們之間是互為補(bǔ)充的關(guān)系,絕非相互包容或排斥的關(guān)系。作為工程建設(shè)部門(mén),選用變異系數(shù)較小的標(biāo)量為主要設(shè)防依據(jù)是合情合理的。因此,安評(píng)工作應(yīng)當(dāng)根據(jù)抗震設(shè)防的實(shí)際需求來(lái)決定結(jié)果的表述形式。就像佳肴制作中的鹽與糖,萬(wàn)不可混用。
新華網(wǎng)北京8月9日電 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部9日發(fā)布《農(nóng)村危房改造抗震安全基本要求(試行)》。該基本要求適用于抗震設(shè)防烈度為6、7、8度地區(qū)重建和新建一、二層農(nóng)村危改房的抗震設(shè)計(jì)與施工。
對(duì)于非抗震設(shè)防地區(qū)農(nóng)村危改房,也應(yīng)參照該基本要求并按6度設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。對(duì)于9度設(shè)防地區(qū)的農(nóng)村危改房建設(shè),其抗震構(gòu)造措施則應(yīng)高于該基本要求的標(biāo)準(zhǔn)。
農(nóng)村危改房是指列入農(nóng)村危房改造建設(shè)計(jì)劃并得到政府建房補(bǔ)助的農(nóng)戶的主要居住用房,不包括農(nóng)戶生產(chǎn)、生活輔助用房。對(duì)列入農(nóng)村危房改造建設(shè)計(jì)劃的農(nóng)戶主要居住用房,按有關(guān)規(guī)定評(píng)定為整體危房的,應(yīng)拆除重建;評(píng)定為局部危險(xiǎn)的,應(yīng)維修加固。
按《農(nóng)村危房改造抗震安全基本要求(試行)》進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的農(nóng)村危改房,其基本抗震設(shè)防目標(biāo)是:當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),一般不需修理或經(jīng)簡(jiǎn)單修理可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí),主體結(jié)構(gòu)不致嚴(yán)重破壞,圍護(hù)結(jié)構(gòu)不發(fā)生大面積倒塌。
住房城鄉(xiāng)建設(shè)部要求各地,凡享受各級(jí)政府農(nóng)村危房改造資金補(bǔ)助農(nóng)戶實(shí)施住房重建或新建的,必須嚴(yán)格執(zhí)行抗震要求有關(guān)規(guī)定。縣級(jí)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門(mén)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府村鎮(zhèn)建設(shè)管理員要按照抗震要求,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村危房改造房屋設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)的指導(dǎo)與監(jiān)督。所有申請(qǐng)資金補(bǔ)助的項(xiàng)目須經(jīng)抗震安全檢查合格后,方可撥付全額補(bǔ)助資金。
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隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速提升,現(xiàn)代化城市建設(shè)亦隨之持續(xù)加快,但地震災(zāi)害對(duì)大城市來(lái)講危害性極高,會(huì)給所遭遇的城市帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。不乏有橋梁工程質(zhì)量缺失而被嚴(yán)重破壞,從而使得震區(qū)的交通生命線被切斷,這時(shí)的各種救災(zāi)工作不能有序開(kāi)展,最終形成更大的損失,這也說(shuō)明分析橋梁結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)防目標(biāo)及其性能指標(biāo)等,對(duì)我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)水平的提升有著極大現(xiàn)實(shí)意義。
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針對(duì)我國(guó)公路橋梁抗震規(guī)范中,地震作用水平相對(duì)單一且從E1地震到E2地震的重現(xiàn)期相差較大的現(xiàn)狀,提出E1′地震作用水平和E2′地震作用水平,取其50年內(nèi)的超越概率分別為40%和2%~3%;將橋梁結(jié)構(gòu)劃分為\"五檔\"性能水平,結(jié)合4個(gè)地震作用水平,建立17個(gè)結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)和\"四水準(zhǔn)\"的抗震設(shè)防目標(biāo);建立橋梁構(gòu)件對(duì)應(yīng)其力學(xué)性能的\"五檔\"性能水平,結(jié)合\"四水準(zhǔn)\"抗震設(shè)防目標(biāo),形成了C類(lèi)橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于不同抗震設(shè)防目標(biāo)的構(gòu)件性能水平,完善了橋梁結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的基本框架。在分析國(guó)內(nèi)外127個(gè)以發(fā)生彎曲破壞為主的鋼筋混凝土圓形截面橋墩試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,建立了鋼筋混凝土橋墩在地震作用下處于5個(gè)性能水平的量化指標(biāo)。通過(guò)與新西蘭、日本和美國(guó)加州等設(shè)計(jì)規(guī)范中相關(guān)規(guī)定的比較,結(jié)果表明:該文建議的鋼筋混凝土橋墩不同性能水平變形位移角限值是合理的,可用于基于性能抗震設(shè)計(jì)時(shí)橋墩墩頂位移的確定。鑒于合理性能目標(biāo)確定依賴于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累,建議統(tǒng)一性能目標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄模板。
抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是衡量抗震設(shè)防要求高低的尺度,由抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)及建筑抗震設(shè)防類(lèi)別確定??拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是與一個(gè)國(guó)家的科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件密切相關(guān)的。我國(guó)實(shí)行抗震設(shè)防依據(jù)的“雙軌制”,即采用設(shè)防烈度(一般情況下用基本烈度)或設(shè)計(jì)地震參數(shù)(如地面運(yùn)動(dòng)加速度峰值等)。
甲類(lèi)建筑:地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求,其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定;抗震措施,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí),應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時(shí),應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。
乙類(lèi)建筑:地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求;抗震措施,一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí),應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時(shí),應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。對(duì)較小的乙類(lèi)建筑,當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類(lèi)型時(shí),應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。
丙類(lèi)建筑:地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。
丁類(lèi)建筑:一般情況下,地震作用仍符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求;抗震措施應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。2100433B
抗震設(shè)防簡(jiǎn)單地說(shuō),就是為達(dá)到抗震效果,在工程建設(shè)時(shí)對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)并采取抗震設(shè)施??拐鸫胧┦侵赋卣鹱饔糜?jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,包括抗震構(gòu)造措施。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,抗震設(shè)防烈度在6度及以上地區(qū)的建筑,必須進(jìn)行抗震設(shè)防。
抗震設(shè)防要求是指經(jīng)國(guó)務(wù)院地震行政主管部門(mén)制定或?qū)彾ǖ模瑢?duì)建設(shè)工程制定的必須達(dá)到的抗御地震破壞的準(zhǔn)則和技術(shù)指標(biāo)。它是在綜合考慮地震環(huán)境、建設(shè)工程的重要程度、允許的風(fēng)險(xiǎn)水平及要達(dá)到的安全目標(biāo)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)承受能力等因素的基礎(chǔ)上確定的,主要以地震烈度或地震動(dòng)數(shù)表述,新建、擴(kuò)建、改建建設(shè)工程所應(yīng)達(dá)到的抗御地震破壞的準(zhǔn)則和技術(shù)指標(biāo)。
當(dāng)前,我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)仍然是以概念設(shè)計(jì)為主。只有少數(shù)工程結(jié)構(gòu)才使用抗震驗(yàn)算或模型實(shí)驗(yàn)等輔助設(shè)計(jì)手段。在概念設(shè)計(jì)中的抗震措施要求,是根據(jù)國(guó)內(nèi)外震害經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)而規(guī)定的。所以,我國(guó)現(xiàn)行的各抗震設(shè)計(jì)規(guī)范大都是以“設(shè)防烈度”或“設(shè)計(jì)烈度”為依據(jù)的。特別是地基處理、選材選型和結(jié)構(gòu)抗震措施等,均要求按烈度分檔進(jìn)行設(shè)計(jì)。就是在大型水利樞紐工程或核電廠的地安評(píng)工作中,甲方也都要求有“地震基本烈度復(fù)核”的內(nèi)容。在《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50267-79,P12)中還規(guī)定,對(duì)安全殼等結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震措施,應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)Ⅸ度抗震設(shè)防時(shí)的有關(guān)要求。可以說(shuō),當(dāng)今中國(guó)的抗震設(shè)計(jì)還離不開(kāi)烈度,只有少數(shù)需要進(jìn)行抗震驗(yàn)算或模型實(shí)驗(yàn)的工程才用到加速度。
烈度與地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系
烈度與地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系是復(fù)雜的,還未找到由加速度換算烈度的科學(xué)依據(jù)。在《中國(guó)地震烈度表》(GB/T17742-99)中所列的地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度標(biāo)志,包括了水平加速度峰值和水平速度峰值。在相應(yīng)的宣貫教材(P72~75)中,對(duì)該標(biāo)志的依據(jù)和含義做了論述,尤其強(qiáng)調(diào)了“平均值”的重要性。且該標(biāo)志只是綜合評(píng)定烈度的依據(jù)之一,既不是“必要”依據(jù),也不是“充分”依據(jù)。
世界上一些早期的烈度表,也曾把等價(jià)的地面加速度峰值作為烈度表的一部分。但在上世紀(jì)中后期的廣泛討論中(國(guó)外地震,1975.5,P5~24),相當(dāng)一致的意見(jiàn)認(rèn)為,烈度的定量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該全面反應(yīng)地震的強(qiáng)度、頻譜和持時(shí),并對(duì)單純以地面加速度峰值評(píng)定烈度持否定態(tài)度。因而在新的《歐洲地震烈度表》(1992)中,就刪去了這部分內(nèi)容。他們認(rèn)為,烈度與地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間不能以簡(jiǎn)單的關(guān)系來(lái)表述。同樣有證據(jù)說(shuō)明,地面加速度不是影響烈度的非常重要的參數(shù)。因此,不再把地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)(如加速度)包括到烈度表中來(lái)。
越來(lái)越多的觀測(cè)資料表明,相同烈度下的地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)有很大的離散性,上下限的數(shù)值可以相差幾倍到幾十倍,顯示出烈度與地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間的相關(guān)性甚小,其關(guān)系復(fù)雜。胡聿賢院士在他著的《地震工程學(xué)》(P184~189)中,也曾論述過(guò)烈度同地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間的復(fù)雜關(guān)系,指出了在考慮烈度同加速度峰值之間的關(guān)系時(shí),至少還應(yīng)考慮震級(jí)的因素。對(duì)同一烈度,由于震級(jí)的不同,加速度可以在一個(gè)數(shù)量級(jí)之間變化。正是由于這種復(fù)雜關(guān)系的存在,導(dǎo)致了在地震烈度與地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間難以建立簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在《地震工程學(xué)》(P191~192)中,專門(mén)論述了分別以烈度為自變量和以地面加速度峰值為自變量所得的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式差別很大。如若從烈度Ⅷ度推算的加速度峰值為0.25g;而從0.25g推算的烈度卻為Ⅵ度強(qiáng)(6.7度)。人們無(wú)法接受這種差異。很顯然,胡聿賢院士在十年前就已告誡我們,即使建立了地震烈度同加速度峰值之間的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,并不能說(shuō)明加速度峰值同烈度之間存在類(lèi)似的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
合理看待烈度與加速度結(jié)果之間的變異性差異
安評(píng)結(jié)果實(shí)質(zhì)上是對(duì)場(chǎng)地在未來(lái)工程壽期內(nèi)可能遭遇的地震風(fēng)險(xiǎn)性所作的估計(jì)。這種估計(jì)是建立在現(xiàn)有資料和科學(xué)認(rèn)識(shí)水平上的。安評(píng)結(jié)果的科學(xué)性,首先是指可重復(fù)性和唯一性。一樣的資料和分析方法,不同安評(píng)單位應(yīng)該得到相同的結(jié)果。然而,由于資料的不完備和認(rèn)識(shí)水平的局限性,安評(píng)結(jié)果的不確定性是在所難免的。這種不確定性的大小,可以用變異系數(shù)(方差與均值之比值)來(lái)描述。
潘華在博士論文《概率地震危險(xiǎn)性分析中參數(shù)不確定性研究》中得到:①由于地震統(tǒng)計(jì)區(qū)的不確定性,在華北地區(qū)造成場(chǎng)點(diǎn)烈度變異系數(shù)均值為0.04,最大達(dá)0.11;基巖PGA變異系數(shù)均值近0.3,最大值超過(guò)0.85。②地震活動(dòng)性參數(shù)的不確定性影響,烈度變異系數(shù)均值為0.031;PGA的變異系數(shù)均值達(dá)0.18。
該論文僅從地震統(tǒng)計(jì)區(qū)和地震活動(dòng)性參數(shù)的不確定性,論述了烈度和加速度峰值結(jié)果的變異系數(shù)差別。如果再綜合考慮潛在震源區(qū)、地震震源深度、衰減關(guān)系以及場(chǎng)地土層地震動(dòng)力反應(yīng)分析的不確定性,其差別會(huì)更加明顯。
不應(yīng)簡(jiǎn)單地用加速度峰值換算烈度
將《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中的加速度分區(qū)等效為基本烈度的規(guī)定,并不意味著可以由加速度峰值去換算烈度在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18306-2001的提示性附錄D中指出:“當(dāng)涉及地基處理、構(gòu)造措施或其他防震減災(zāi)措施時(shí),地震基本烈度數(shù)值可由本標(biāo)準(zhǔn)查取地震動(dòng)峰值加速度并按表D1確定,也可根據(jù)需要做更細(xì)致的劃分”。其表D1給出了地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對(duì)照表。在相應(yīng)的宣貫教材中,未對(duì)表D1的科學(xué)依據(jù)和如何進(jìn)行“更細(xì)致的劃分”作說(shuō)明,暫且將表D1解釋為“政策性”的規(guī)定。從相應(yīng)的宣貫教材可知,編制地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的數(shù)據(jù),是由五套潛在震源區(qū)和地震活動(dòng)性參數(shù)的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ),考慮到參數(shù)不確定影響和與《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖(1990)》的過(guò)渡,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加權(quán)綜合,得到每個(gè)格點(diǎn)“基巖”場(chǎng)地50年超越概率10%水平下的EPA和EPV值(P62);在分區(qū)時(shí)還考慮了與抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的銜接等因素(P90)。所以,地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖可以理解為加權(quán)平均結(jié)果。
但是,除極少數(shù)Ⅰ級(jí)安評(píng)工作系采用多方案數(shù)據(jù)組合的平均值結(jié)果為評(píng)價(jià)依據(jù)外,絕大多數(shù)安評(píng)工作都只是一組數(shù)據(jù)的結(jié)果。由于地震統(tǒng)計(jì)區(qū)、潛在震源區(qū)、地震活動(dòng)性參數(shù)、衰減關(guān)系,以及場(chǎng)地土層地震動(dòng)力反應(yīng)分析等方面的不確定性,可以用若干個(gè)數(shù)據(jù)組合方案來(lái)描述,且不存在唯一正確的方案。因此,采用一組數(shù)據(jù)方案所得的結(jié)果,不可能作為“平均值”看待,也就很難用安評(píng)所得的加速度峰值去等效烈度。
綜上所述,烈度與加速度在工程抗震設(shè)防中的作用不同,其變異性差別也很顯著。它們之間是互為補(bǔ)充的關(guān)系,絕非相互包容或排斥的關(guān)系。作為工程建設(shè)部門(mén),選用變異系數(shù)較小的標(biāo)量為主要設(shè)防依據(jù)是合情合理的。因此,安評(píng)工作應(yīng)當(dāng)根據(jù)抗震設(shè)防的實(shí)際需求來(lái)決定結(jié)果的表述形式。
抗震設(shè)防分類(lèi),對(duì)各類(lèi)建筑抗震設(shè)防類(lèi)別的劃分。根據(jù)建筑遭遇地震破壞后可能造成人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)影響程度及其在抗震救災(zāi)中的作用等因素進(jìn)行劃分。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將建筑分為特殊設(shè)防、重點(diǎn)設(shè)防、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防和適度設(shè)防四類(lèi),并制定相應(yīng)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。