抗震設計的地震作用分析

抗震設計的地震作用分析

我國抗震構造措施的防震設備《建筑抗壓能力標準》（gb50011-2010）（以下簡稱“抗規(guī)”）沒有區(qū)分地震作用、抗強作用和抗強作用的預備力，均以抗強作用表示。筆者發(fā)現(xiàn)日常設計中,特別是對規(guī)范沒有系統(tǒng)學習過的設計人員,經(jīng)常會搞錯。設防標準過高將提高建筑物的造價,造成浪費;設防標準過低將不能保證地震作用下建筑物的安全。為此必須弄清它們之間的區(qū)別與聯(lián)系。1《抗規(guī)》與抗震措施的主要內容和抗辯事由抗震設計要滿足三水準的設防目標,即“小震不壞,中震可修,大震不倒”,抗震設計采取二階段設計方法達到抗震設防目標,這二階段設計包括“抗震計算”和“抗震措施”。抗震計算包括計算地震作用標準值及其相應的地震作用效應、構件的截面承載力計算等,主要內容見《抗規(guī)》第5章的2、3、4、5節(jié)?！犊挂?guī)》2.1.10條給出抗震措施的定義為除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容,包括抗震構造措施。6.1.2條條文說明指出抗震措施包括抗震計算時的內力調整措施和各種抗震構造措施。2.1.11條給出抗震構造措施的定義:根據(jù)抗震概念設計原則,一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求。從規(guī)范對抗震措施與抗震構造措施的定義來看,抗震措施包括了抗震構造措施,表面上會理解為,抗震措施與抗震構造措施對應相同的抗震設防烈度,但實際并非如此?？拐鸫胧┲械目拐饦嬙齑胧┧鶎脑O防烈度可以與抗震措施中的其他措施對應的設防烈度不同?？拐鸫胧┲械钠渌糠执胧┌ńㄖ傮w布置、結構選型、地基抗液化措施、考慮概念設計要求對部分結構或構件的地震作用效應的調整(強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件)等,主要內容見《抗規(guī)》第六、七、八章的1、2節(jié)。而抗震措施中的抗震構造措施包括構件的最小截面尺寸、鋼筋配置(縱筋的最小直徑,間距、最大最小配筋率,箍筋最大間距、最小直徑、箍筋的肢距、加密區(qū)長度)、鋼筋的連接和錨固(連接部位與方法、錨固長度、鋼筋端頭做法)、軸壓比等。主要內容見《抗規(guī)》六、七、八章的3、4、5節(jié)。在進行抗震計算或采取抗震措施時,地震對建筑的影響因素包括設防烈度、場地類別、設防標準?！督ㄖこ炭拐鹪O防分類標準》GB50223-2008(后面簡稱《分類標準》)3.0.2條,將建筑結構分為甲、乙、丙、丁(高層無丁類)四個抗震設防類別,不同抗震設防類別建筑在不同的抗震設防烈度地區(qū)、不同的場地類別分別對應不同等級的地震作用和抗震措施?！斗诸悩藴省?.0.3條規(guī)定:標準設防類(丙類),應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用和抗震措施;重點設防類(乙類),應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用,同時應按比本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施,但抗震設防烈度為9度時應采取比9度更高要求的抗震措施;特殊設防類(甲類),應按批準的地震安全性評價的結果且高于本地區(qū)抗震設防烈度的要求確定其地震作用,同時應按比本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施,但抗震設防烈度為9度時應采取比9度更高要求的抗震措施;適度設防類(丁類),一般按本地區(qū)抗震設防烈度的要求確定地震作用,并且允許比本地區(qū)抗震設防烈度的要求適當降低其抗震措施(但6度除外)。根據(jù)《分類標準》可得出地震作用與抗震措施對應的設防烈度關系如(表1):《抗規(guī)》3.3.2條:建筑場地為Ⅰ類時,對甲、乙類的建筑應允許仍按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施;對丙類的建筑應允許按本地區(qū)抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施,但抗震設防烈度為6度時仍應按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。3.3.2條條文說明:對I類場地,僅降低抗震構造措施,不降低抗震措施中的其他要求。對于丁類建筑,其抗震措施已降低,不再重復降低?！陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規(guī)程》JGJ-2010(后面簡稱《高規(guī)》3.9.1條:甲、乙類建筑:應按本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施,但抗震設防烈度為9度時應比按9度更高的要求采取抗震措施;當建筑場地為I類時,應允許仍按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。丙類建筑:應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施;當建筑場地為I類時,除6度外,應允許按本地區(qū)抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施?！犊挂?guī)》3.3.3條及《高規(guī)》3.9.2條:建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū),宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各類建筑的要求采取抗震構造措施。《抗規(guī)》3.3.3條條文說明:對Ⅲ、Ⅳ類場地,僅提高抗震構造措施,不提高抗震措施中的其他要求。從規(guī)范的規(guī)定不難看出規(guī)范是把丙類建筑Ⅱ類場地作為基準,規(guī)定此時的抗震措施與抗震構造措施均對應本地區(qū)抗震設防烈度的要求。其余的均在此基礎上進行調整。從而可得出抗震措施、抗震構造措施對應的設防烈度關系如(表2):2抗震構造措施A、B兩幢高層建筑:A為丙類建筑,位于7度(0.10g)地震區(qū),場地為Ⅰ類;B為乙類建筑、位于8度(0.30g)地震區(qū)、場地為Ⅳ類。試確定地震作用、抗震措施及抗震構造措施的設防烈度。分析:A幢:根據(jù)《分類標準》3.0.3條,A為標準設防類(丙類),按本地區(qū)設防烈度(7度(0.10g))確定地震作用和采取抗震措施,根據(jù)《抗規(guī)》3.3.2條及《高規(guī)》3.9.2條,建筑場地為Ⅰ類,對丙類建筑允許按本地區(qū)抗震設防烈度(7度(0.10g)降低一度(6度(0.05g))的要求采取抗震構造措施。B幢:根據(jù)《分類標準》3.0.3條,B為重點設防類(乙類),按本地區(qū)設防烈度(8度(0.30g))確定地震作用,按本地區(qū)設防烈度(8度(0.30g))提高一度(9度(0.40g))加強其抗震措施。根據(jù)《抗規(guī)》3.3.3條及《高規(guī)》3.9.2條,建筑場地為Ⅳ類時,設計基本地震加速度為0.30g,宜按抗震設防烈度9度(0.40g)時的抗震設防類別建筑要求采取抗震構造措施,即乙類建筑在抗震設防烈度9度(0.40g)時