• 對于抗震規范的調整

    發布時間:2017/5/5 10:21:28  編輯:  來源:  點擊:

    一、主要提高效果
    我國的結構抗震設計采用“三水準、兩階段設計”的原則。
    第一階段設計為“結構不壞”的驗算,所有城鎮的地震作用設計值總體提高 26% ,其中 6度設防城鎮提高 35% , 7 度設防城鎮提高 22% 。


    第二階段設計為“結構不倒”的驗算,所有城鎮的地震作用取值總體提高 27% ,其中 6 度設防城鎮提高 42% ,7 度設防城鎮提高 20% 。
    二、主要修改內容
    1 、適應可靠度設計統一標準的調整,將地震作用的分項系數 ( 強制性要求 ) 由 1.3 改為 1.4 ,可提高 8% 。
    2 、結構動反應放大系數的最大值βmax 由 2.25 提高至 2.50 ,計算地震作用的水平地震影響系數最大值 ( 強制性要求 ) 修改如下:


    3 、與地震影響系數調整相匹配,控制結構最小地震作用的取值 ( 強制性要求 ) 修改如下:
     


    4 、采用時程分析進行補充計算時,設防地震仍按“設計基本地震加速度”確定,第一水準和第三水準的地面水平地震加速度參考取值 ( 一般性要求 ) 修改如下:



    三、說明——技術背景材料
    1 、關于設防地震高低不同的調整幅度
    不同設防烈度的調整均以設防地震為基礎。按照典型城鎮地震不同烈度發生概率的統計分析,雖然都具有極值Ⅲ型的特征,但高烈度和低烈度的概率分布形狀參數不同。已有的研究成果表明,多遇地震、罕遇地震與設防地震的地震作取值比例,高烈度和低烈度是有一定甚至明顯區別的。


    設防地震,即基本設計地震加速度的取值,定義為 50 年超越概率 10% 的地震,與我國2016 年 6 月 1 日期施行的最新的《地震動參數區劃圖》保持一致。現行規范的地震影響系數最大值需要提高,與最新的《地震動參數區劃圖》的資料性附錄一致。


    多遇地震,是“結構不壞”驗算的地震作用,定義為 50 年超越概率 63% 的地震,最新的《地震動參數區劃圖》取不小于設防地震的 1/3 。現行規范取設防地震的 0.35 倍是粗放型的,對7~9 度的總體統計平均是 0.34 。如果按烈度分別統計,則 7 度要高于 0.35 , 8 、 9 度低于 0.34 ;6 度則明顯大于 0.35 。本次修訂作了相應的調整, 8 度設防按平均值 0.34 采用,對應的地震作用設計值可提高 15% ;設防地震加速度每增減 0.05 ,對應的影響系數增減 0.04 ,較符合統計規律, 6 度設防對應的地震作用設計值可提高 35% ,低烈度設防的安全性得到明顯提高。


    罕遇地震,是“結構不倒”驗算的地震作用,定義為 50 年超越概率 2% 的地震,最新的《地震動參數區劃圖》在報批稿時取設防地震的 1.9 倍,經過與建設部有關部門反復開會協調,正式發布時改為取一個幅度。規范的條文說明,“6 度設防為 7 度強, 7 度設防為 8 度強, 8度設防為 9 度弱, 9 度設防為 9 度強”。所依據的研究成果是:若按 50 年超越概率 2% 確定水平地震取值, 7 度區是多遇地震的 7.2 倍, 8 度區是 4.8 倍, 9 度區是 3.7 倍 ( 見鮑靄斌、李中錫等,我國部分城鎮地震烈度的概率統計分析,《建筑抗震設計規范 GB50011-2001 背景材料》,建工出版社, 2005) 。因此,現行規范中,低烈度設防城鎮的罕遇地震概率水準明顯低于高烈度設防城鎮,需要予以提高。本次修訂, 8 度改取設防地震的 1.9 倍,與新版《地震動參數區劃圖》的報批稿一致,所對應的超越概率已經小于 1.5% ; 7 、 9 度則以 1.9 為基數按上述研究成果初步調整, 9 度仍保持取設防地震的 1.55 倍 ( 所對應的超越概率明顯小于 1.5%) , 7度改取設防地震的 2.4 倍, 6 度改取設防地震的 3.2 倍,力爭 6 、 7 度設防的罕遇地震取值也具有與 8 、 9 度接近的超越概率。 ( 據美國 IBC 規范的背景材料,西部地區超越概率 10% 的基準設防地震為 0.20g 及以上,罕遇地震為基準設防地震的 1.5 倍;東部地區超越概率 10% 的基準設防地震多小于 0.15g ,罕遇地震為基準設防地震的 2~5 倍,不同地區差異很大。參見李赫等,中美抗震規范的差異對比研究,《建筑結構》 Vol.9 , 2011)


    2 、關于最小地震作用的取值
    各國規范均有不同的規定。歐洲 Eurocod 為重現期 475 年地面加速度的 20% ,美國新版IBC 恢復 UBC97 的規定,取設防地面加速度的 0.11 且不小于總重力的 1% ,即接近于 0.10g設防地震的最小值。
    我國現行規范最小地震作用取值分兩檔。第一檔為多遇地震的 20% ,本次修訂按此比值相應調整,提高的幅度明顯;第二檔為設防地震的地面水平加速度的 0.12 ,已經大于美國規范,本次修訂擬基本保持不變。考慮到現行規范執行中發現的問題和意見,參考 2015 年《超限高層建筑工程抗震設防審查技術要點》 ( 建質 [2015]67 號文件 ) 的規定,明確Ⅲ、Ⅳ類場地的數值需增加 5% ,總體上最小地震作用的控制也有增加,尤其是 6 度設防區更為明顯。
    四、規范具體修改條文

    【說明】
    1 、關于結構動反應放大系數的最大值βmax 的調整
    結構動力反應系數的最大值βmax 是單質點體系質點的最大加速度與地面最大加速度的比值的最大值。從世界各國抗震規范的規定來看,其取值主要在 2.0~3.0 之間,以βmax =2.5 的情況居多。 我國在《工業與民用建筑抗震設計規范 ( 試行 ) 》 TJ11-74 制定時,根據陳達生等人對 18次地震中 45 個地震記錄的統計結果,規定βmax 取 3.0 。由于當時我國各烈度區的基本地震加速度取值普遍較低( 7 度的基本地震加速度取值為 0.075g ),因此, 74 規范的水平地震影響系數最大值βmax 并不大, 7 度區的βmax =0.075 × 3.0=0.225 ≈ 0.23 。之后陳達生等人進一步補充地震記錄( 183 個記錄)的研究結果表明,βmax 的均值在 2.0~2.5之間,建議規范的βmax 取 2.25 。


    上世紀 80 年代,周錫元等人對國內外 303 個加速度反應譜進行統計分析,結果表明平均反應譜在 0.15s~0.35s 區間有大致相同的數值,其值域為1.999~2.167 ,也建議規范的βmax 取 2.25 。基于上述研究成果,同時考慮到當時的國民經濟條件,我國自 78 規范開始βmax 取 2.25 。
    鑒于目前我國國民經濟已有較大發展、社會公眾對于建筑安全越來愈高以及民眾對于建筑抗震能力多層次需求等形勢,根據上級主管部門提高建筑標準的要求,此次局部修訂,將βmax 由 2.25 提升至 2.5 ,與國際主流規范保持一致。


    2 、關于設防地震高低不同的調整幅度
    不同設防烈度的調整均以設防地震為基礎。按照典型城鎮地震不同烈度發生概率的統計分析,雖然都具有極值Ⅲ型的特征,但高烈度和低烈度的概率分布形狀參數不同。已有的研究成果表明,多遇地震、罕遇地震與設防地震的地震作取值比例,高烈度和低烈度是有一定甚至明顯區別的。
    設防地震,即基本設計地震加速度的取值,定義為 50 年超越概率 10% 的地震,與我國2016 年 6 月 1 日期施行的最新的《地震動參數區劃圖》保持一致。現行規范的地震影響系數最大值需要提高,與最新的《地震動參數區劃圖》的資料性附錄一致。
    多遇地震,是“結構不壞”驗算的地震作用,定義為 50 年超越概率 63% 的地震,最新的《地震動參數區劃圖》取不小于設防地震的 1/3 。現行規范取設防地震的 0.35 倍是粗放型的,對 7~9 度的總體統計平均是 0.34 。如果按烈度分別統計,則 7 度要高于 0.35 , 8 、 9 度低于 0.34 ;6 度則明顯大于 0.35 。本次修訂作了相應的調整, 8 度設防按平均值 0.34 采用,對應的地震作用設計值可提高 15% ;設防地震加速度每增減 0.05 ,對應的影響系數增減 0.04 ,較符合統計規律, 6 度設防對應的地震作用設計值可提高 35% ,低烈度設防的安全性得到明顯提高。
    罕遇地震,是“結構不倒”驗算的地震作用,定義為 50 年超越概率 2% 的地震,最新的《地震動參數區劃圖》在報批稿時取設防地震的 1.9 倍,經過與建設部有關部門反復開會協調,正式發布時改為取一個幅度。規范的條文說明,“6 度設防為 7 度強, 7 度設防為 8 度強, 8度設防為 9 度弱, 9 度設防為 9 度強”。所依據的研究成果是:若按 50 年超越概率 2% 確定水平地震取值, 7 度區是多遇地震的 7.2 倍, 8 度區是 4.8 倍, 9 度區是 3.7 倍 ( 見鮑靄斌、李中錫等,我國部分城鎮地震烈度的概率統計分析,《建筑抗震設計規范 GB50011-2001 背景材料》,建工出版社, 2005) 。


    因此,現行規范中,低烈度設防城鎮的罕遇地震概率水準明顯低于高烈度設防城鎮,需要予以提高。本次修訂, 8 度改取設防地震的 1.9 倍,與新版《地震動參數區劃圖》的報批稿一致,所對應的超越概率已經小于 1.5% ; 7 、 9 度則以 1.9 為基數按上述研究成果初步調整, 9 度仍保持取設防地震的 1.55 倍 ( 所對應的超越概率明顯小于 1.5%) , 7度改取設防地震的 2.4 倍, 6 度改取設防地震的 3.2 倍,力爭 6 、 7 度設防的罕遇地震取值也具有與 8 、 9 度接近的超越概率。 ( 據美國 IBC 規范的背景材料,西部地區超越概率 10% 的基準設防地震為 0.20g 及以上,罕遇地震為基準設防地震的 1.5 倍;東部地區超越概率 10% 的基準設防地震多小于 0.15g ,罕遇地震為基準設防地震的 2~5 倍,不同地區差異很大。參見李赫等,中美抗震規范的差異對比研究,《建筑結構》 Vol.9 , 2011)






    【說明】
    關于最小地震作用的取值 各國規范均有不同的規定。歐洲 Eurocod 為重現期 475 年地面加速度的 20% ,美國新版IBC 恢復 UBC97 的規定,取設防地面加速度的 0.11 且不小于總重力的 1% ,即接近于 0.10g設防地震的最小值。 我國現行規范最小地震作用取值分兩檔。第一檔為多遇地震的 20% ,本次修訂按此比值相應調整,提高的幅度明顯;第二檔為設防地震的地面水平加速度的 0.12 ,已經大于美國規范,本次修訂擬基本保持不變。考慮到現行規范執行中發現的問題和意見,參考 2015 年《超限高層建筑工程抗震設防審查技術要點》 ( 建質 [2015]67 號文件 ) 的規定,明確Ⅲ、Ⅳ類場地的數值需增加 5% ,總體上最小地震作用的控制也有增加,尤其是 6 度設防區更為明顯。





    【說明】
    匹配《建筑結構可靠度設計統一標準》 GB50068-2001 關于基本組合的修改,地震作用效應基本組合中重力荷載分項系數由 1.2 提高到 1.3 ;地震作用分項系數 1.3 提高為 1.4 , 0.5 提高為 0.6 。


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