专家组解读《建筑与市政工程抗震通用规范》合集

 2021年4月9日住房和城乡建设部批准发布了国家标准《建筑与市政工程抗震通用规范》,编号为GB55002-2021,自2021年1月1日起实施。本规范为强制性工程建设规范,全部条文必须严格执行。现行工程建设标准中相关的强制性条文同时废止,现行工程建设标准中有关规定与本规范不一致的,以本规范的规定为准。

一、《规范》第1.0.1条解读的文章——《规范》编制的背景、依据和目的。1.1  编制工作背景与任务来源

        2015年3月11日,国务院发布了《国务院关于印发深化标准化工作改革方案的通知》(国发〔2015〕13号),对全面深化标准化工作改革的必要性和紧迫性作出了全面、深刻的论述,并对改革的总体要求、改革措施、组织实施方案等作出了明确的规定。

 

          为落实国发〔2015〕13号文件要求,住房和城乡建设部于2016年8月9日发布了《关于深化工程建设标准化工作改革的意见》(建标〔2016〕166号),对工程建设领域的标准化工作改革作出了统筹安排,并对改革的总体要求、任务、保障措施等作出规定。按照住房和城乡建设部有关标准化改革工作的安排,城乡建设部分拟设强制性标准37项,以替代目前散落在各本标准中的强制性条文,其中,《建筑与市政工程抗震通用规范》属于通用技术类强制性标准之一。

 

        根据《住房城乡建设部关于印发2017年工程建设标准规范制修订及相关工作计划的通知》(建标[2016]248号)以及《住房和城乡建设部关于印发2019年工程建设规范和标准编制及相关工作计划的通知》(建标[2019]8号)的要求,中国建筑科学研究院为第一起草单位,会同有关单位开展了《建筑与市政工程抗震通用规范》(以下简称“《规范》”)研编与编制工作。参加此次编制工作的单位有中国建筑科学研究院有限公司、北京市建筑设计研究院有限公司、同济大学、清华大学等20家单位,编制组成员共42人。

 

1.2  编制工作的基本过程

 

       根据国家标准化工作改革方案以及住房和城乡建设部的相关工作部署,这一轮编制的强制性国家标准,明确是属于技术法规范畴,社会各阶层、单位与个人均需遵守。为了保证技术法规的编制在程序上合法合规、在技术上合理先进,在正式进行编制之前,先期进行了为期约2年的研编过程(2016年12月—2018年11月),主要就《规范》编制的若干基本问题进行专题研究,并对《规范》文本进行了研究性编制。

 

        2018年12月,根据建标[2019]8号文件要求,《规范》正式进入编制阶段。在编制阶段,由住房和城乡建设部办公厅组织,先后两次对全社会征求意见:第一次征求意见的时间为2019年2月2日~3月15日,相关函件为《住房和城乡建设部办公厅关于征求等38项住房和城乡建设领域全文强制性工程建设规范意见的函》(建办标函[2019]96号);第二次征求意见的时间为2019年8月30日-10月15日,相关函件为《住房和城乡建设部办公厅关于再次征求等住房和城乡建设领域全文强制性工程建设规范意见的函》(建办标函[2019]492号)。两次征求意见共计收集到反馈意见170条,经编制组逐条分析、研究,采纳76条,部分采纳40条,不采纳54条,其中,未进行采纳的意见,主要为“将条文中的技术措施进一步细化”等具体的技术规定细化建议,与此次《规范》编制的总体原则和要求不符。

 

        为进一步征求、落实各方面专家的意见和建议,2020年7月6日编制组组织召开了“《建筑与市政工程抗震通用规范》(送审稿初稿)视频研讨会”。与会专家学者对《规范》的编制原则、架构体系、以及具体条款规定内容等进行了充分、详细的讨论,共收集到反馈意见和建议178条,经编制组逐条分析、研究,采纳115条,部分采纳19条,不采纳44条。根据反馈意见,编制组对《建筑与市政工程抗震通用规范(送审稿初稿)》进行了修改和完善,形成了《建筑与市政工程抗震通用规范(送审稿修改稿)》。为了进一步完善《规范》(送审稿),2020年8月17日召开了全体编制组的视频工作会议,按照“原则性要求宜粗不宜细、底线控制松紧适度”的原则,对《建筑与市政工程抗震通用规范(送审稿修改稿)》进行逐条研究和深入讨论,并提出了针对性修改方案。会后,统稿组进行进一步的修改和完善,形成了《建筑与市政工程抗震通用规范(送审稿)》。

 

        2020年8月28日~9月3日,《建筑与市政工程抗震通用规范(送审稿)》审查会以函审和会审相结合的方式召开。审查专家组认真听取了编制组对规范编制的介绍及函审意见的处理情况,对规范内容进行了全面审查。会后,编制组对《规范(送审稿)》进行了进一步的修改和完善,形成了《建筑与市政工程抗震通用规范(报批稿)》,并于2020年11月完成报批工作。

 

 

02

 编制原则

 

2.1  原则性要求和底线控制

按照《工程建设规范研编工作指南》要求,《规范》的条文属性是保障人身健康和生命财产安全、国家安全、生态安全以及满足社会经济管理基本需要的技术要求。《规范》的具体条文均是有以下两个基本类型条款或其组合构成:其一是原则性要求类条款,即有关建筑与市政工程抗震设防基本原则和功能性要求的条款;其二是底线控制类条款,即涉及工程抗震质量安全底线的控制性条款。

 

2.2  现行强条全覆盖

按照国务院标准化工作改革方案、新《标准化法》修订方案的原则要求以及住房和城乡建设部相关文件精神,《规范》(草案)的编制是在梳理和整合现有相关强制性标准的基础上进行的,要求《规范》(草案)应能对现行强制性条文全覆盖。

 

2.3  避免交叉与重复

为了避免与相关工程建设规范之间的交叉与重复,经分工协调,《建筑与市政工程抗震通用规范》主要以抗震共性规定、结构体系以及构件构造原则性要求为主,构件层面的细部构造要求由相关专业规范具体规定。

 

 

03 

 主要内容

 

         为落实《国务院关于印发深化标准化工作改革方案的通知》(国发〔2015〕13号),按照保障人民生命财产安全、人身健康、工程质量安全、生态环境安全、公众权益和公共利益、以及促进能源资源利用、满足社会经济管理基本需求的总体要求,住房城乡建设部组织编制了国家工程规范体系框架。《建筑与市政工程抗震通用规范》属于上述体系框架中的通用技术类规范,主要对建筑与市政工程抗震的功能、性能要求,以及满足抗震功能和性能要求的通用技术措施进行规定;在内容上,需要覆盖工程选址、岩土勘察、场地地基基础抗震、地震作用效应计算与抗震验算、各类建筑与市政工程抗震专门要求以及建筑材料与施工的抗震特殊要求等,基本涵盖了建筑与市政抗御地震灾害的各环节。

 

        尽管现行抗震相关强制性条文的覆盖面比较齐全,涉及了抗震设计的各环节,初步具备了系统性特征,但仍然是比较分散的,而且多数强制性条文过于强调数值上的可执行性,反而忽略了对抗震防灾至关重要的一些抗震概念和原则。鉴于此,《建筑与市政工程抗震通用规范》编制时采取了如下对策:在全面覆盖现有抗震防灾相关技术标准的强制性条文的基础上,紧紧围绕“抗御地震灾害、减轻灾害损失”这一根本目的,根据地震灾害流程化管理的各环节需求,按照原则性要求与安全底线控制相结合的编制模式,改编并纳入了部分现行技术标准的非强制性条文,进而形成了一套体系完整的抗震技术规定。

 

      《规范》是6度及以上地区各类新建、改建、扩建建筑与市政工程抗震设防的基本要求,是建筑与市政工程抗震防灾的通用技术规范,也是全社会必须遵守的强制性技术规定,共6章,105条,其中40条由现行抗震标准中83条强制条文融合而成,另外65条是根据满足功能性能要求等情况新增的强制性规定。

 

04

《规范》的主要特点

 

《规范》贯彻落实了国家防灾减灾的法律法规,符合改革和完善工程建设标准体系精神,是我国进行建设工程抗震防灾监督与管理工作的重要技术支撑,也是各类建筑与市政工程地震安全的基本技术保障。

 

4.1 《规范》内容覆盖工程建设全寿命周期

本《规范》以减少经济损失、避免人员伤亡为根本目标,适用于房屋建筑与市政工程领域,明确工程建设各阶段的抗震要求和结构的抗震措施。其中,工程选址与勘察方面,规定工程抗震勘察、地段划分与避让、场地类别划分的基本要求;地震作用和结构抗震验算方面,明确地震作用计算与抗震验算的原则与方法,规定地震作用的底线控制指标;抗震措施方面,规定混凝土结构、钢结构等各种结构的抗震措施。

 

4.2  《规范》架构、要素和技术措施与欧美规范基本一致

本《规范》在抗震设防目标、地震作用计算、抗震验算、各类结构的抗震技术措施等要素构成上与欧洲《结构抗震设计规范》EN1998保持一致。

 

在设防目标上,美国《国际建筑规范》IBC是大震不倒的单一设防目标、欧洲《结构抗震设计》EN1998是小震限制性破坏和中震不倒塌的两级设防目标、日本《建筑基准法》是小震不坏和大震不倒的两级设防目标,我国规范根据多年实践经验,仍坚持“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三级抗震设防目标。

 

在技术指标上,我国8度区小震和大震的地震影响系数,与日本规范中一级和二级设计的地震系数基本相当。在地震作用取值方面,对于低延性结构,如普通砌体房屋,我国的要求略低于欧美规范;对于中等延性结构,如普通的RC框架结构。我国的地震作用与欧美规范基本相当;而对于高延性结构,如钢框架-偏心支撑结构,我国的取值略高于欧美规范。

 

4.3  提升了我国现行强制性条文的技术水平

本《规范》在编制过程中,除了全面纳入了现行相关标准的主要技术规定外,同时,为加速结构体系技术进步、促进国家经济转型和推进绿色化发展,对现行标准的部分规定进行适当调整。

  1. 将我国城镇桥梁抗震设防目标由两级调整为三级,与房屋建筑保持一致. 现行相关抗震技术标准中,建筑工程的抗震设防目标基本采用《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的三水准设防目标,城镇桥梁采用两阶段设防,城镇给排水等市政设施工程则普遍高于民用建筑工程。本为便于管理和操作,《规范》编修时将各类工程的抗震设防目标统一为三水准设防,同时,为了兼顾各类工程本身的设防需求,给出了不同工程的三级地震动的概率水准。

  2. 适度提升结构抗震安全度。现行的《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50069-2018对可靠度水平进行了适当提高,相应的荷载分项系数分别由1.2、1.4提高为1.3和1.5。这一规定业已纳入正在同步制订的《工程结构通用规范》中。根据上级主管部门提高结构安全度的指示,经与《工程结构通用规范》协调,本《规范》中的地震作用的分项系数由1.3改为1.4

  3. 适度放松现行强制性条文中有关隔震建筑的竖向地震作用、嵌固刚度、近场放大系数等限制性要求,以利于减隔震技术应用。

  4. 新增钢-混凝土组合结构、现代木结构等新型结构体系,有利于促进新技术发展。

 

二、“预防为主”的方针,到底是什么?

01

条文(1.0.1)

1.0.1  为贯彻执行国家有关建筑和市政工程防震减灾的法律法规,落实预防为主的方针,使建筑与市政工程经抗震设防后达到减轻地震破坏、避免人员伤亡、减少经济损失的目的,制定本规范。

 

02

编制说明

 

 

      本条明确本规范的编制目的和编制依据。

 

       我国地处环太平洋地震带和喜马拉雅-地中海地震带上,地震频发,且多属于典型的内陆地震,强度大、灾害重,是世界上地震导致人员伤亡最为严重的国家之一。在当前的科学技术条件下,地震本身是无法控制和避免的,临震地震预报尚缺乏足够的准确性,因此,采取工程技术措施,增强建筑与市政工程的抗震能力,减轻其地震损伤程度,是避免地震人员伤亡、减轻经济损失的根本途径。

 

      根据《中华人民共和国防震减灾法》、《中华人民共和国建筑法》等国家法律以及《建设工程质量管理条例》、《建设工程安全生产管理条例》等行政法规,本规范的宗旨是加强建筑与市政工程的抗震设防对策,减轻地震破坏、避免人员伤亡、减少经济损失。

 

       根据《中华人民共和国防震减灾法》第三十五条规定“新建、扩建、改建建设工程,应当达到抗震设防要求”,第三十六条规定“有关建设工程强制性标准,应当与抗震设防要求相衔接”。本规范作为建筑与市政工程抗震设防的强制性标准,是贯彻落实《防震减灾法》第三十五条要求的具体体现。

 

 

03

注释与解析

 

 

  《规范》第1.0.1条明确了编制的依据和目的,同时,也给出了各类工程抗御地震灾害的基本方针——“预防为主”,以及抗震设防的目的,即“减轻地震破坏、避免人员伤亡、减少经济损失”。在对《规范》进行总体理解和把握时,应着重对“预防为主、减轻破坏、避免伤亡、减少损失”等几个关键词的把握。

 

 

3.1、“预防为主”的法规背景

  《规范》提出的“落实预防为主的方针”,是有其明确的法律法规来源的,在《防震减灾法》(1997版和2009版)以及住建部(包括原建设部)颁发的一系列抗震与防灾的部门规章中均明确规定,地震工作或抗震工作的基本方针是“预防为主”。

 

以下为各法律法规的相关规定:

 

 

1)1994年,《建设工程抗御地震灾害管理规定》(中华人民共和国建设部令第38号,1994年11月1日经第17次部常务会议通过,自1994年12月1日起施行)

        第三条  抗震工作实行预防为主、平震结合的方针。

2)1997年,《防震减灾法》(中华人民共和国第八届全国人民代表大会常务委员会第29次会议于1997年12月29日通过,自1998年3月1日起施行)

         第三条  防震减灾工作,实行预防为主、防御与救助相结合的方针。

3)2003年,《城市抗震防灾规划管理规定》(中华人民共和国建设部令第117号,2003年7月1日经第11次部常务会议讨论通过,自2003年11月1日起施行)

        第四条  城市抗震规划的编制要贯彻“预防为主,防、抗、避、救相结合”的方针,结合实际、因地制宜、突出重点。

 

4)2005年,《房屋建筑工程抗震设防管理规定》(中华人民共和国建设部令第148号,2005年12月31日经建设部第83次常务会议讨论通过,自2006年4月1日起施行)

          第三条   房屋建筑工程的抗震设防,坚持预防为主的方针

5)2008年,《市政公用设施抗灾设防管理规定》(中华人民共和国住房和城乡建设部令第1号,2008年9月18日经住房和城乡建设部第20次常务会议审议通过,自2008年12月1日起施行)

          第三条   市政公用设施抗灾设防实行预防为主、平灾结合的方针。

6)2009年,《防震减灾法》(中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第六次会议于2008年12月27日修订通过,自2009年5月1日起施行)

            第三条  防震减灾工作,实行预防为主、防御与救助相结合的方针。

 

7)2021年,《建设工程抗震管理条例》(2021年5月12日国务院第135次常务会议通过,自2021年9月1日起施行)

            第三条  建设工程抗震应当坚持以人为本、全面设防、突出重点的原则。

 

 

 

 

3.2、“预防为主”的客观背景

  面对地震灾害,为什么要实行“预防为主”的防御性对策?这主要是由于地震的复杂性、偶然性、随机性、突然性等以及地震灾害的巨大性等特点决定的。

 

  首先,我国地处环太平洋地震带和喜马拉雅-地中海地震带上,地震频发,属于典型的内陆地震,强度大、灾害重,是世界上地震导致人员伤亡最为严重的国家之一(图1)。总体上,我国的地震有以下几个特点(陈寿梁,魏琏,1986,抗震防灾对策.郑州:河南科学技术出版社,1988.4):

  1. 内陆型地震为主。根据4000多年的地震历史记录(图2),我国地震频发,且2/3左右发生在大陆内部,属于典型的内陆型地震。发生在我国的大陆地震约占全球大陆地震发生次数的1/3左右,地震死亡人数约占全球的1/2。

     

  2. 地震分布面积广。根据历史记载,全国除个别省外,都发生过M6以上的强震。由于地震活动范围广,震中分散,难以集中防御目标。

     

  3. 震源浅、强度大。我国地震,特别是发生在大陆内部的地震,绝大多数是30公里以内的浅源地震,释放的能量大,地震地面运动强度大,对地面建筑物和工程设施的破坏较重。在我国,只有西藏、新疆、吉林的个别地区发生过震源深度超过30公里的深源地震。

     

  4. 强震的重演周期长。我国强震的重演周期大多在百年乃至数百年,因此,抗震防灾工作的重要性、紧迫性易被忽视。特别是在我国人口稠密、城市密集、工业集中的东部地区,自1604年福建泉州M8.0地震,1668年山东郯城M8.5地震,1679年河北三河、平谷M8地震和1695年山西临汾M8.0地震之后,在280多年时间内没有发生M8.0左右的大震。河北省历史上发生过3次M7.5以上的强震(1679年三河、平谷M8.0地震,1830年磁县M7.5地震,1976年唐山M7.8地震),发震时间分别相隔151年和146年;山西省历史上发生过3次M7.5以上的强震(512年代县M7.5地震,1303年洪洞M8.0地震,1695年临汾M8.0地震),发震时间分别相隔791年和392年;山东省郯城地震(1668年M8.5地震)和菏泽地震(1937年M7.0地震)相隔269年。由于强震的重演周期长,就容易使人们在现实生活中忽视地震灾害的威胁,也容易忘记地震灾害的惨痛教训,因而对抗震防灾工作的重要性认识不足,对于地震灾害的突发性准备不够,思想麻痹,放松警惕,从而给地震的突然袭击以可乘之机。

     

       ——客观上,震源浅、强度大的内陆型地震,其破坏后果要远大于深源地震和海洋地震。

 

       ——主观上,强震重演周期长,往往会造成思想麻痹,放松警惕,对抗震防灾的重要性认识不足,对抗震防灾工作易于忽视,这就是中国抗震防灾工作必须考虑的地震环境影响和特点。

 

      这是我国抗震防灾工作的国情,也是我国研究抗震防灾科学决策,制定各项具体对策的基本出发点。

 

 

【点评】

  抗震防灾的意识,在某种程度上比抗震防灾技术本身更为重要。日本抗震防灾做的好,其根本原因不在于日本的抗震技术有多么先进,而是日本举国上下的抗震防灾意识非常强烈,这不是其他任何国家和地区可比拟的。我国1975年的海城地震之所以可以准确预报,根本上讲,也与邢台地震、通海地震后举国上下非常重视地震工作有关。

 

图1 我国在世界地震带中的位置

图2 我国历史地震的震中分布图

图3 我国人口密度分布图

图4 人口密度与震中叠合分布图

 

 

其次,只有抗震防灾才是减轻地震灾害的根本措施。目前,世界各国关于减轻地震灾害的研究,主要有以下三个方面:

 

  1. 其一,是控制地震对策。上世纪60年代,美国的地质工作者在科罗拉多州的丹佛市和落基山西侧的油田区内,发现深井注水能引起地震。有关科研单位提出沿震源断裂一定距离布设深井,通过深井注水来引发强度不大的地震,以削弱未来主震的强度。这个方法,目前尚处于探索阶段。但从我国地震活动分布范围广,发震断裂遍及全国各省,地震区人口稠密、城市密集等具体情况出发,有无实用价值,尚值得研究。例如,一个M7.0强震,需要360多个不致造成破坏的M4.0地震,才能释放其能量。

     

  2. 其二,是地震预报对策。主要根据地震地质、地震活动性、地震前兆异常和环境因素等多方面的研究,做出可能发生地震的预报。我国自上世纪60年代开始,开展了大规模地震预报的研究,虽取得了不少可喜的成绩,但从整个科学技术上看,也仍然处于研究阶段。从减轻地震灾害的全局分析,如果震前能够准确地做出预报,可以大大减少人员伤亡,但房屋建筑、工程设施和各种仪器设备仍然要遭到破坏,还要进行抗震救灾。例如:海城地震,尽管震前成功地做出了预报,虽然减少了伤亡,死亡1328人,重伤4292人,但仍然倒塌房屋1113520间,经济损失12.5亿元,至于震后工厂停产、城市瘫痪所造成的损失则更大。另外,抗震防灾对地震预报准确度的要求,与地震预报的“三要素”要求也不同。对地震预报来讲,发震地点有一个区域范围,时间也可以有一个幅度,例如几个月或一年,然而,抗震防灾对此要求更严,因为不可能在大范围、长时间内采取临震应急措施。例如,1976年的松潘地震,发震地点与估计地点相隔200多公里,从预报角度讲,可以称有预报,但这解决不了抗震防灾的要求。所以,地震预报还不能从根本上减轻地震灾害。

     

  3. 其三,是抗震防灾对策。即通过工程和技术措施,保证地震时建筑物和工程设施不遭破坏,以达到从根本上减轻和避免地震灾害的目的。我国在这方面已经积累了较为丰富的经验,并取得了很大成绩。地震造成人员伤亡和经济损失的主要原因是房屋建筑的倒塌和工程设施、设备的破坏。世界上130次伤亡巨大的地震,其中95%以上的人员是由于不抗震的建筑物倒塌造成伤亡的。因此,提高建筑物、工程、设备的抗震能力,进而提高企业和城市的综合抗震能力,是减轻地震灾害的根本措施。

 

      因此,在地震不可控、预报不准确的情况下,做好工程设防工作、提高工程设施、设备自身的抗震防灾能力,是当前乃至今后很长一段时间内,减轻地震灾害的必然选择和根本措施。

 

3.3、“预防为主”的历史来源

 

      “预防为主”的减灾工作方针,可以追溯到上世纪60、70年代周恩来总理关于地震工作的一系列指示(王国治,1996,周恩来总理与我国的地震工作方针,中国地震,1996,12(3):335-338).

 

       上世纪60 年代,我国进入了一个地震活跃时期,发生了多次大的破坏性地震,造成重大的经济损失和人员伤亡。在此期间,周恩来总理两次亲临河北邢台地震现场。渤海、通海等每次大地震发生后,他都亲自听取地震情况的汇报,1970年他指示中央地震工作小组召开了第一次全国地震工作会议,亲自接见会议代表,并作了“地震工作的统一和今后设想”的重要讲话。在这期间,周总理通过在地震现场和地震会议上的讲话及各种批示,对我国的地震监测预报、震灾预防、地震应急、抢险救灾等,做出了多次重要的指示。

 

关于地震灾害预防的系列指示有:

  • “地震是可预测、预见的。有实践才能有预见,有预见才能预防”;
  • 从预测到预防,以预防为主”;
  • “地震工作要为保卫大城市、大水库、电力枢纽、铁路干线做出贡献”;
  • 地震后“房子都倒了是要盖的,……盖什么样的牢固,什么样防震,要研究研究”;
  • “把北京的建筑设计人员都带到地震现场去,地震后房子都倒了,将来建什么样房子抗震,要尽快解决这个问题”。
  • “要通过实践,到地震现场去,到地震区去实践,不断总结劳动人民的经验,总会作出预测的,然后实现预防”。
  • ……

 

 

         预防为主,主要是强调一个“前“字,是指政府的减灾工作,社会和民众的减灾活动,减灾的科学技术研究等,都要做在破坏性地震发生之前,各级人民政府和社会不能只注意救灾行为,要把更多的力量转变为震前的主动的预防行为。“不要病急了才去抓医生,像地方病那样,要事先防治”。

 

        预防为主,是指在地震监测预报等科学预测的基础上开展工程抗震,采取工程性预防措施;提高社会反应能力,采取社会性预防措施。甚而包括抢险救灾和恢复重建在内的预防计划,都要做在地震事件发生之前,不要鱼跑了再撒网。

 

         预防为主,要实施专群结合预测预防的公共政策。研究地震,要把各种积极因素调动起来,群众中智慧很多,这样就加强了防震抗震工作,否则预防方针就实施不了。社会及其成员积极参与预测预防活动,是贯彻执行预防为主方针的核心。

 

        1978年十一届三中全会后,国家的工作重心转移到社会主义现代化建设上来,但我国的地震工作和抗震工作仍然实行“预防为主”的方针,只是根据具体的行业、部门以及工作对象的不同,各自延展、增补了一些内容的差异化表述(详本文的“预防为主”的法规背景部分),但核心的思想仍然是“预防为主”。

 

 

“预防为主”,明确了我国地震工作与抗震工作的指导思想,指出了中国地震工作与防灾减灾工作的方向,有利地推动了我国地震工程和工程抗震事业的发展。
三、“6度设防“为什么必须保留?

01

条文(1.0.2)

 

 

1.0.2  抗震设防烈度6度及以上地区的各类新建、扩建、改建建筑与市政工程必须进行抗震设防,工程项目的勘察、设计、施工、使用维护等必须执行本规范。

 

02

编制说明

 

本条明确了本规范的适用范围,系由国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第1.0.2条(强制性条文)和《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第1.0.3条(强制性条文)等改编而成。

 

 

2.1  现行规范(标准)的相关规定

 

 

 

1、【《建筑抗震设计规范》GB50011-2010】

    1.0.2抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计”。

 

2 、【《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008】

    1.0.3  抗震设防区的所有建筑工程应确定其抗震设防类别。

              新建、改建、扩建的建筑工程,其抗震设防类别不应低于本标准的规定。

 

3、 【《城市桥梁抗震设计规范》 CJJ 166-2011】

     3.1.3  地震基本烈度为6 度及以上地区的城市桥梁.必须进行抗震设计。

 

4、  【《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》 GB 50032-2003】

     1.0.3  抗震设防烈度为6度及高于6度地区的室外给水、排水和燃气、热力工程设施,必须进行抗震设计。

 

5 、  【《镇(乡)村建筑抗震技术规程》JGJ 161-2008】

     1.0.4  抗震设防烈度为6度及以上地区的村镇建筑,必须采取抗震措施。

 

6、    【《建筑机电工程抗震设计规范》 GB 50981-2014

     1.0.4  抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计。

 

2.2  本规范编制时的修改

 

 

1)  “建筑”改为“各类新建、改建、扩建建筑工程和市政工程”

 

      其一,根据编制任务安排,本规范的覆盖对象为建筑和市政工程


      其二,根据《中华人民共和国防震减灾法》第三十五条规定“新建、扩建、改建建设工程,应当达到抗震设防要求”。

 

      同时,《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第1.0.3条(强制性条文)明确规定“抗震设防区的所有建筑工程应确定其抗震设防类别。新建、改建、扩建建筑工程,其抗震设防类别不应低于本标准”。

 

     因此,本规范中有抗震设防要求的对象是“各类新建、改建、扩建建筑工程和市政工程”。

 

2)  从工程阶段上,由“抗震设计”扩展为“勘察、设计、施工以及使用”等全过程。

 

      根据《建设工程质量管理条例》(国务院令279号)第三条规定,建设工程的质量负责主体包括建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、工程监理单位等,责任事项分别包括建设和使用、勘察、设计、施工、监理,涵盖了工程建设的全过程。同时,该条例还在第15条和第69条明确规定了房屋建筑装修等使用活动的约束要求和相应罚则。

 

      另一方面,我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的技术内容已经涵盖了规划选址、场地勘察、设计、材料、施工以及使用和维护的相关要求。

 

 

2.3  关于保留6度设防规定的说明。

 

 

      虽然根据GB18306-2015《中国地震动参数区划图》的规定,全国的基本地震烈度均为6度及以上,但是,6度开始设防是唐山地震后建设部门关于建筑抗震设防的重要决策,也是制(修)订各类抗震技术标准的前提条件。
      取消“抗震设防烈度6度及以上地区的”相关字样后会造成不必要的混乱,各类工程几度开始设防是没有依据的。
四、防御目标与概率水准

01

条文(2.1.1、2.1.2)

 

2.1.1  抗震设防的各类建筑与市政工程,其抗震设防目标应符合下列规定:
      1  当遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,各类工程的主体结构和市政管网系统不受损坏或不需修理可继续使用。
      2  当遭遇相当于本地区设防烈度的设防地震影响时,各类工程中的建筑物、构筑物、桥梁结构、地下工程结构等可能发生损伤,但经一般性修理可继续使用;市政管网的损坏应控制在局部范围内,不应造成次生灾害。
     3  当遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,各类工程中的建筑物、构筑物、桥梁结构、地下工程结构等不致倒塌或发生危及生命的严重破坏;市政管网的损坏不致引发严重次生灾害,经抢修可快速恢复使用。
2.1.2  抗震设防的建筑与市政工程,其多遇地震动、设防地震动和罕遇地震动的超越概率水准不应低于表2.1.2的规定。

 

 

02

编制说明

 

        本条规定了建筑与市政工程抗震设防的最低性能要求,属于工程抗震质量安全的控制性底线要求。
       按照什么样的标准进行抗震设防,要达到什么样的目标,是工程抗震设防的首要问题。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第1.0.1条、《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50032第1.0.2条以及《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011第3.1.2条分别规定了建筑工程、城镇给排水和燃气热力工程以及城市桥梁工程的抗震设防目标要求。按照《标准化法修订案》、国务院《深化标准化工作改革方案》以及住房和城乡建设部《关于深化工程建设标准化工作改革的意见》的要求,本条规定系由上述相关规定经整合精简而成,在具体的文字表达上与GB50011-2010略有差别。
        《建筑抗震设计规范》GB50011-2010采用的是三级设防思想,规定了普通建筑工程的三水准设防目标,即遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;遭遇相当于本地区设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理可继续使用;遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
       《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50032采用的也是三水准设防,其在第1.0.2条规定,室外给水排水和燃气热力工程在遭遇低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,不致损坏或不需修理仍可继续使用;遭遇本地区抗震设防烈度的地震影响时,构筑物不需修理或经一般修理后仍能继续使用,管网震害可控制在局部范围内,避免造成次生灾害;遭遇高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,构筑物不致严重损坏危及生命或导致重大经济损失,管网震害不致引发严重次生灾害,并便于抢修和迅速恢复使用。
      《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011采用的是两级设防思想,其在第3.1.2条规定了各类城市桥梁的抗震设防标准(表1),同时,在第3.1.3条规定了各类城市桥梁的E1和E2地震调整系数(表2)。从E1和E2地震的调整系数看,其E1水准地震动要稍大于建筑工程的多遇地震动,E2水准地震动相当于建筑工程的罕遇地震动。
       此次《建筑与市政工程抗震通用规范》编制时,为便于管理和操作,将各类工程的抗震设防思想统一为三水准设防(表3)。
 
        同时,为了兼顾房屋建筑、城市桥梁、基础设施、地下工程等各类工程之间的差别,在第2.1.2条进一步补充规定了各类工程的多遇地震动、设防地震动和罕遇地震动的超越概率最低水准。
        对于地下综合管廊,由于国家标准《城市地下综合管廊工程技术规范》GB50838 明确规定,其设计使用年限为100年,因此,对城市地下综合管廊的三级地震动概率水准进行了专门规定。
       对于城市桥梁结构,《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011在第3.2.1条和3.2.2条规定,甲类桥梁,一般多为城市斜拉桥、悬索桥和大跨度拱桥,大都建在依傍大江大河的现代化大城市,其特点是桥高(通航净空要求高)、桥长、造价高,一般都占据交通网络上的枢纽位置,无论在政治、经济、国防上都有重要意义,且一旦发生破坏,修复很困难,因此,甲类桥梁的设防水准定得较高,甲类桥梁设防的E1和E2地震的重现期(即超越概率水准)分别为475年和2500年。而对于乙、丙和丁类桥梁,其E1地震作用则是在《建筑抗震设计规范》GB 50011多遇地震的基础上,分布乘以1.7、1.3和1.0的重要性系数得到的;其E2地震作用直接采用GB50011罕遇地震。此次《通用规范》编制时,为了与其他各类建筑与市政工程在抗震设防策略上协调统一,桥梁结构三级地震动的50年概率水准仍然保持63.2%、10%和2%,但甲、乙、丙、丁类桥梁,其抗震设防标准中的地震作用取值则分别考虑重要性系数2.0、1.7、1.3和1.0(详《抗震通用规范》第2.3.2条),本质上提高了各类桥梁的设防标准。
      对于设计使用年限不超过5年的临时性建筑与市政工程,我国自74版抗震规范开始,历来的对策是在满足静力承载要求的前提下可不设防。

 

 

03

延伸阅读:关于三水准设防思想的若干讨论

 

(参考文献:罗开海. 建筑抗震设防思想发展动态及展望[J].工程抗震与加固改造,2017,V39(Supp.):99~105)

 

 

 

3.1、为什么要采用三水准设防的思想?

 

 

1、  74、78规范后的国内情况       
    我国的74和78抗震规范曾明确规定,“建筑物遭遇到相当于设计烈度的地震影响时,建筑物允许有一定的损坏,不加修理或稍加修理仍能继续使用”。这一标准表明,当地震发生时,建筑物并不是完整无损,而是允许有一定程度的损坏,特别是考虑到强烈地震不是经常发生的,因此遭受强烈地震后,只要不使建筑物受到严重破坏或倒塌,经一般修理可继续使用,基本上可达到抗震的目的。
但是,在74规范颁布之后的第二年,即1975年,在我国重工业区的辽宁海城发生7.3级大地震,1976年又在人口稠密的唐山地区发生了7.8级大地震。这两次大地震的震中烈度都比预估的高,特别是唐山大地震竟比预估高出5度。
基于这种基本烈度地震具有很大不确定性的事实,89规范在修订过程提出要对78规范的设防标准进行适当的调整,显然是非常必要的。
 
2、70-80年代的国际动态

 

     另一方面,在89规范修订的同期,即上世纪70年后期至80年代中期,国际上关于建筑抗震设防思想出现了一些新的趋势,其中最具代表性的当属美国应用技术委员会(Applied Technology Council, ATC)研究报告ATC 3-06。
       在总结1971年San Fernando地震经验教训,回顾、反思1976年以前UBC等规范抗震设计方法的基础上,ATC 3-06第一次尝试性地对结构抗震设计的风险水准进行了量化,同时,还明确提出了建筑的三级性能标准:
       1)允许建筑抵抗较低水准的地震动而不破坏,
        2)在中等水平地震动作用下主体结构不会破坏,但非结构构件会有一些破坏
         3)在强烈地震作用下,建筑不会倒塌,确保生命安全。
 
        另外,对某些重要设备,特别是应急状态下对公众的安全和生命起主要作用的设备,在地震时和地震后要保持正常运行。

 

3、89规范的处理对策 

 

      基于上述趋势,89规范结合我国的经济能力,在78规范的基础上对抗震设防标准做了如下一些规定:
        1)在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时,建筑(包括结构和非结构部分)可能有损坏,但不致危及人民生命和生产设备的安全,不需修理或稍加修理即可恢复使用;
       2)在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时,建筑不损坏;
        3)在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时,建筑不致倒塌或发生危及人民生命财产的严重破坏。
       上述三点规定可概述为“小震不坏,中震可修、大震不倒”这样一句话,即89规范以来,我国建设工程界秉承的三水准抗震设防思想。

 

        按照上述抗震设防思想,从结构受力角度看,当建筑遭遇第一水准烈度地震(小震)时,结构应处于弹性工作状态,可以采用弹性体系动力理论进行结构和地震反应分析,满足强度要求,构件应力完全与按弹性反应谱理论分析的计算结果相一致;当建筑遭遇第二水准烈度地震(中震)时,结构越过屈服极限,进入非弹性变形阶段,但结构的弹塑性变形被控制在某一限度内,震后残留的永久变形不大;当建筑遭遇第三水准烈度地震(大震)时,建筑物虽然破坏比较严重,但整个结构的非弹性变形仍受到控制,与结构倒塌的临界变形尚有一段距离,从而保障了建

 

 

 

3.2 三水准设防对策存在的问题

 

 

       如前所述,我国自89规范以来一直沿用的是“三水准设计思想”,相应的设计对策是通过“两阶段设计方法”来实现:

 

1)第一阶段设计:又分为两步

 

 第一步:采用第一水准地震动参数计算地震作用,并进行构件截面设计,满足第一水准的强度要求;

 

第二步:验算第一水准地震下的结构弹性变形,同时采取相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而满足第二水准的变形要求。

 

2)第二阶段设计:验算第三水准地震下的结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)弹塑性变形;并结合必要的抗震构造措施,满足第三水准的防倒塌要求。

 

 

如表4所示为世界主要国家建筑抗震设防思想及设计对策表,从中可以看出:
(1)我国三水准设防的技术对策是,小震要满足强度要求,中震和大震要满足变形要求。这一点与前述日本的二级设计要求类似,但与欧洲和美国的“小震满足变形要求、大震满足强度要求”二级设防在具体设计对策上存在差别。
(2)我国第二水准的变形要求是通过第一水准的弹性变形验算和必要的抗震构造措施来实施的,实际工程中并未直接进行第二水准的弹塑性变形验算。规范给定的设计对策是否能保证第二水准的设防目标得以实现,值得商榷。建议在建筑抗震规范进一步修订时,补充完善三水准的设计要求和实施对策,实现三准设防、三阶段设计。
(3)我国的小震和大震地震动参数取值是基于中震人为约定的,与现行区划图不完全相符,而且也未考虑地震危险性特征的地区性差异。建议结合现行区划图的相关研究成果,并考虑地震危险性特征的地区性差异,进一步完善三水准地震动参数的取值规定。
(4)大震的概率水准不统一。如前所述 ,我国的大震即罕遇地震是指在50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇的超越概率为2%~3%的地震,相当于1600~2500年的地震。根据89规范的约定,7度区的大震取50年超越概率3%(1642年)的地震,8度区大震取50年超越概率2.5%(1975年)的地震;9度区的大震取50年超越概率2%(2475年)的地震。因此,不同烈度区建筑物的倒塌设防水平是不一样的。建议规范进一步修订时,综合考虑经济社会发水平、工程设计习惯、地震工程与工程抗震的研究成果等,研究确定合适的、统一的大震概率水准。
(5)大震不倒的概率可靠度不明确。按照三水准目标设计的建筑物,在未来大震作用下实现不倒的概率或可靠程度并不清楚,同一烈度区不同建筑物的倒塌风险可能不同,不同烈度区同类建筑的倒塌风险也可能不同,进而导致地震中建筑物表现迥异。即按现行的三水准设防,不同烈度区、不同类型建筑在未来的大地震中的倒塌或破坏的风险是不一样的。建议在上述问题解决的基础上,开展我国房屋建筑的地震倒塌风险分析工作,进一步给出适合国情的地震倒塌风险控制水准及相应的工程对策。

 

 

 

3.3、关于进一步修订三水准方案的建议

 

(1)继续保持三水准设防的思想。如前所述,多级设防是当今世界各国建筑抗震设计的潮流,我国的三水准设防,在理念上属于世界领先水平,应继续保持。
(2)第一水准的设防目标,建议改为使用功能不变,与欧美的要求相当,而且与抗震防灾的功能需求契合。相应的设计要求改为弹性变形要求,将多遇地震作用作为正常使用极限状态下的一种“荷载”,进而考察建筑结构正常使用的变形要求。这一阶段的设计目的是控制结构的弹性刚度不能太小。
(3)第二水准的设防目标,建议改为结构可修,即允许结构有一定程度的损坏,但属于可修复的程度,相应的设计要求改为强度要求,工程实施时,考虑结构弹塑性性能计算地震作用,并进行结构构件的强度设计与细部构造。这一阶段的设计目的是控制结构的弹塑性抗震承载能力不能太小。
(4)第三水准的设防目标仍继续保持为不倒,设计要求仍为弹塑性变形要求,工程实施时,考虑P-效应,进行弹塑性变形验算。这一阶段的设计目的是控制结构的弹塑性残余刚度不能太小,亦即控制结构屈服后刚度退化不能太快。

 

五、设防烈度的确定原则

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍ 01 条文(2.2.1)‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍    

 

2.2.1  各类建筑与市政工程的抗震设防烈度不应低于本地区的抗震设防烈度。

 

02 编制说明 

 

    本条规定了各地区及各类工程设防烈度的确定原则。
      抗震设防烈度是确定工程抗震措施的主要依据,根据《中华人民共和国防震减灾法》等法律法规的规定,作为各地区抗震防灾主要依据的文件或图件系由国家有关主管部门依照规定的权限批准、发布的,各类建设工程的抗震设防不应低于本条要求。
     本条主要改自《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第1.0.4条(强制性条文)“抗震设防烈度必须依据国家规定权限批准、发布的文件(图件)确定”。同时,补充了各类工程抗震设防烈度的确定原则。
      这里的“国家规定权限批准、发布的文件(图件)”,在现阶段主要是指GB18306-2015《中国地震动参数区划图》。

 

 

 03  实施与检查控制   

 

 

(1)实施
    在设计总说明和结构计算书中,应明确抗震设防烈度。
 
    一般情况下,建筑与市政工程的抗震设防烈度应不低于本地区的设防烈度。本地区的设防烈度依据国家规定权限批准、发布的文件(图件)确定。
   
      本条为各类建筑与市政工程抗震设防烈度的最低标准,有条件的建设单位、业主可以采用比本条要求更高的设防要求。
    
(2)检查   
     
     检查设防烈度,查看设计总说明和计算书的设防烈度是否准确。

 

04  延伸阅读:地震烈度、基本烈度与设防烈度的区别与联系 

 

1  地震烈度

 

 

       地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。

       影响烈度的因素有震级、距震源的远近、地面状况和地层构造等。
       地面震动的强弱直接影响到人的感觉的强弱,器物反应的程度,房屋的损坏或破坏程度,地面景观的变化情况等,因此,烈度的鉴定主要依靠对上述几个方面的宏观考察和定性描述。
     一般来说,一次地震的震中烈度I0与震级M大致有以下关系:

 

 

     如图所示,为2008年汶川M8.0级地震的烈度分布图,其震中烈度为11度,也大致符合上述关系。

 

       2008年汶川M8.0级地震的烈度分布图

 

 

 

 

2  基本烈度

 

 

 

       当以地震烈度为指标,按照某一原则,对某一区域进行地震烈度区划,编制成地震烈度区划图,并作为建设工程抗震设防依据时,则区划图标识的烈度便被称之为“地震基本烈度”。

       我国从二十世纪五十年代开始,相继编制了5次区划图。通常被称为第一代~第五代区划图,其中,前三代为烈度区划图,第四、五代为参数区划图。

      由于各代区划图的编图原则不同,因此,我国不同时期的基本烈度的定义也不相同。(中国地震区划图发展历程,                https://mp.weixin.qq.com/s/YvsfMOAXGXWfKPHguvpfbw)

 

(1)第一代区划图:《全国地震区域划分图》(1957年)

          

 

     第一代区划图,是由原中国科学院地球物理研究所的李善邦主持编制的《全国地震区域划分图》,以烈度为地震危险性的表征指标对全国进行区划,未正式发布。(李善邦,中国地震区域划分图及其说明I 总的说明[J]. 地球物理学报.1957,V6(2):127~133)

      该图的编制原则主要由两条:

     (1)曾经发生过地震的地区,同样强度的地震还可能重演;

    (2)地质条件(或称地质特点)相同的地区,地震活动性亦可能相同。

       上述两条原则,就是历史地震烈度的重复原则和相同发震构造发生相同地震烈度的类比原则

 

     

第一代基本烈度

未来(无时限)可能遭遇历史上曾发生的最大地震烈度

(2)第二代区划图:《中国地震烈度区划图》(1977年)
    
    
       第二代区划图,是国家地震局组织所属单位编制完成的《中国地震烈度区划图》(1:300万),1977年由国家地震局正式发布,供建设规划和确定中小型工程地区基本烈度使用参考(邓起东等. 中国地震烈度区划图编制的原则和方法[J]. 地震学报,1980,V2(1):90~110)
         该图首次明确,区划图上表示的烈度称为“基本烈度”,是指某地区今后一定时期内,在一般场地条件下可能遭受的最大烈度。
     考虑到大量工程建筑的使用年限,该图是一张预测自1973年以后我国未来百年内可能遭遇的最大地震烈度分布图。

第二代基本烈度

未来一百年一般场地土条件下可能遭遇的最大地震烈度

(3)第三代区划图:《中国地震烈度区划图(1990)》
      
      
        第三代区划图,仍然是烈度区划图,即国家地震局发布的《中国地震烈度区划图(1990)》。
      采用了地震危险性概率分析方法,并考虑了一般建设工程应遵循的防震标准,确定以50年超越概率10%的风险水准编制而成。

第三代基本烈度

未来50年,一般场地条件下,超越概率10%的地震烈度

        对于数量庞大,分布范围很广的中、小工程和民用建筑,可以直接将区划图所标示的烈度值作为抗震设防的依据。
       区划图上的烈度值,相当于建筑抗震设计规范(GBJll-89)中的“设防烈度”。
(4)第四代区划图:《中国地震动参数区划图》GB18306-2001
      
 
     第四代区划图,以地震动参数为指标编制了地震峰值加速度图、反应谱特征周期图,设防水准为50年超越概率10%,并以国家标准即《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)颁布施行。
      此后,在抗震设防中不再直接应用基本烈度一词。
      但抗震设计仍保留地震烈度的概念作为建筑物抗震措施的等级标准,相应的基本烈度数值可由区划图给定的地震峰值加速度按下表确定。

第四代基本烈度

区划图地震动峰值加速对应的烈度

(5)第五代区划图:《中国地震动参数区划图》GB18306-2015
     
      第五代区划图,是《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015),修订工作始于2007年,经地震科技工作者根据相关法律和最新研究成果修订,并与住建、水利、核电等相关使用部门充分协调,最终于2015年5月15日发布批准公告。
    第五代区划图主要特点有:
      (1)将抗倒塌作为编图的基本准则,以50年超越概率10% 地震动峰值加速度与50年超越概率2%地震动峰值加速度除以1.9 所得商值的较大值作为编图指标;
      (2)全国设防参数整体上有了适当提高,基本地震动峰值加速度均在0.05g及以上,0.10 g及以上地区面积从49%上升到 51%,其中Ⅷ 度 及以上地区的面积从 12% 增加到 18%。

第五代基本烈度

区划图中的地震动峰值加速对应的烈度。

 

3  设防烈度

 

 

 抗震设防烈度,指的是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况,取50年内超越概率10%的地震烈度。

——GB50011-2010《建筑抗震设计规范》第2.1.1条

 

       建筑的抗震设防烈度,一般情况下不应低于本地区的设防烈度,即根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度或设计基本地震加速度值所对应的烈度值。

 

      对于采用性能化方法进行抗震设计的建筑来说,其设防烈度可根据预期的性能目标在本地区设防烈度的基础上进行适当调整,比如,对于7度地区的某建筑工程,根据功能和性能目标的要求,可以按8度的要求进行设防,此时,该建筑的实际设防烈度就是8度。

 

      在我国,房屋建筑要不要进行设防,设防到什么程度,从根本上讲,是一个涉及经济承受能力、技术实现能力的政策决策问题。

 

        在上世纪50年代,由于国家的社会经济百废待兴,没有经济能力进行房屋建筑的抗震设防,当时,除了前苏联援建的156项重点工程按当时苏联规范进行抗震设计外,一般的工程和房屋建筑都是不设防的。

 

        1974年我国发布一本全国性的抗震设计规范,即TJ11-74《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》,从此开启了我国的房屋建筑抗震设防的进程。

 

       由于不同历史时期,国家的经济能力和技术水平的差异,我国不同版本设计规范采用的设防水平也是在不断提升和改进的。

 

 

(1)TJ11-74 《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》

 

 

      1974年,我国第一本建筑抗震设计通用规范《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》TJ11-74正式发布。

 

      该规范中采用设计烈度的概念。

 

      规范的适用范围为设计烈度为7度至9度的工业与民用建筑物(包括房屋和构筑物),对于有特殊抗震要求的建筑物或设计烈度高于9度的建筑物,应进行专门研究设计。

   

 74设计烈度

根据建筑物的重要性,在基本烈度的基础上按下列原则调整确定:

 一、对于特别重要的建筑物,经过国家批准,设计烈度可比基  本烈度提高一度采用。

二、对于重要的建筑物(例如:地震时不能中断使用的建筑物,地震时易产生次生灾害的建筑物,重要企业中的主要生产厂房,极重要的物资贮备仓库,重要的公共建筑,高层建筑等),设计烈度应按基本烈度采用。

三、对于一般建筑物,设计烈度可比基本烈度降低一度采用,但基本烈度为7度时不降。

四、对于临时性建筑物,不设防。

 

 

 

(2)TJ11-78  《工业与民用建筑抗震设计规范

 

 

      唐山地震后,在总结海城地震和唐山地震的宏观经验的基础上,国家基本建设委员会建筑科学研究院对《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》TJ11-74进行了修订,并于1978年发布《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78。

 

      78规范仍然沿用设计烈度的概念,其适用范围为设计烈度7度至9度的工业与民用建筑物(包括房屋和构筑物);有特殊抗震要求的建筑物或设计烈度高于9度的建筑物,应进行专门研究设计。

 

78设计烈度

建筑物的设计烈度,一般按基本烈度采用;
对特别重要的建筑物,如必须提高一度设防时,应按国家规定的批准权限报请批准后,其设计烈度可比基本烈度提高一度采用;
次要的建筑物,如一般仓库、人员较少的辅助建筑物等,其设计烈度可比基本烈度降低一度采用,但基本烈度为7度时不应降低。

 

对基本烈度为6度的地区,工业与民用建筑物一般不设防。

 

(3)GBJ11-89  《建筑抗震设计规范

 

       从89规范开始采用抗震设防烈度的概念。

 

89设防烈度

抗震设防烈度应按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定,一般情况下可采用基本烈度;对做过抗震防灾规划的城市,可按批准的抗震设防区划(设防烈度或设计地震动参数)进行抗震设防。
——89规范的第1.0.3条

 

       设防依据上,89规范采用的是双轨制,即一般情况下,采用基本烈度作为设防烈度,对于做过小区划的城市,可以按批准后的小区划确定设防烈度。

 

 

(4)GB50011-2001 《建筑抗震设计规范

 

      01规范沿用了89规范的设防烈度概念。具体的条文规定上,将89规范的1.0.3条拆分为两条进行表述,即:

1.0.4  抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确

1.0.5  一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。

 

01设防烈度

一般情况下,可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。
对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防

 

     01规范继续保持了89规范的双轨制设防,稍有变化的是,为了适应区划图的区划指标烈度转变为参数的要求,设防烈度的取值改为,一般情况下可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值),明确了基本烈度的来源与确定原则。

 

 

(5)GB50011-2010 《建筑抗震设计规范

 

      10规范继续沿用了89规范的设防烈度概念。 在具体的条文规定上,基本保持了01规范的表述形式,即

1.0.4  抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。

1.0.5  一般情况下,建筑的抗震设防烈度可采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。

 

10设防烈度

一般情况下,可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。

 

       鉴于地震小区划工作在实践中已经取消,10规范改变了89规范和01规范的双轨制设防,改为单轨制。

 

 

 

4  地震烈度、基本烈度和设防烈度的逻辑关系

 

 

(1)地震烈度、基本烈度和设防烈度,其基本概念可归纳总结如下:
地震烈度

表示地震对地表影响的强弱程度。

 

它是一个自然科学范畴的名词。

 

通常用罗马数值表示,如,VI度、VII度、VIII度、IX度、X度等。

 

基本烈度

区划标定或确定的烈度。

 

是考虑地震危险性特征,对未来一段时间内遭遇地震烈度的预测结果进行归并、区划,代表一个地区地震危险性的烈度值。

 

一般由地震部门发布。

 

地震工程学名词。

 

一般用罗马数字表示,如,VI度、VII度、VIII度、IX度、X度等

 

设防烈度

按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。


一般在基本烈度的基础上,根据经济、技术条件由建设部门做出决定。

 

工程学指标。

 

一般用阿拉伯数字表示,,如,6度、7度、8度、9度、10度等

 

2)三者之间的逻辑关系如下图所示

 

 

  地震烈度、基本烈度和设防烈度的逻辑关系简图

 

 

由上图可知,

 

  • “全国都是设防区”,这一命题的完整表述是由地震和建设两个部门前后接续的规定形成的。

     

  • 地震部门规定(GB18306-2015),全国的地震动峰值加速度都是0.05g及以上(6度及以上)。

     

  • 建设部门规定(GB50011-2010),6度及以上地区必须进行抗震设防。

   

       因此,完整的抗震防灾工作,需要地震和建设等部门通配合!

 

六、抗震结构材料强条的新变化与注意事项
 

 

01   条文(2.4.5)

 

2.4.5    抗震结构体系对结构材料(包含专用的结构设备)、施工工艺的特别要求,应在设计文件上注明。

 

 

 

02  编制说明

 

 

     本条明确设计文件中需要注明的抗震相关材料、施工以及附属设施的特别要求。

 

       结构材料、施工质量以及附属机电设备的抗震措施等均会对工程抗震防灾能力构成重要影响,为保证工程实现预期设防目标,需要在设计文件中明确上述特别要求。

 

    抗震结构对材料选用的质量控制要求, 主要是高强轻质并减少材料的脆性。本条规定抗震结构对材料和施工质量的特别要求, 设计人员应在设计文件上注明。

 

      关于抗震结构所需的最低结构材料性能要求,如最低强度指标、屈强比、延伸率、可焊性和冲击韧性等,根据此次工程规范编制的分工与协调,由相关专业的通用规范加以规定。  

 

 

 

03  实施与检查控制

 

 

 

(1)  实施

 

        本条规定是针对设计人员的,要求在结构设计总说明中特别注明的,主要是材料的最低强度等级、某些特别的施工顺序和纵向受力钢筋等强替换规定,对于材料自身应具有的性能,只要明确要求符合相关产品标准即可。

 

 (2检查

       检查材料和施工要求,查看设计总说明中的特别内容。

 

 

04  延伸阅读:抗震结构材料强条的新变化与注意事项

 

1  关于砌体和混凝土强度等级要求

 

 

 

关于砌体和混凝土强度等级的强制性要求,现行标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》在第3.9.2条进行了详细规定,此次工程规范制订时,分别由《砌体结构通用规范》和《混凝土结构通用规范》进行规定。

 

(1)砌体强度等级

GB55007-2021《砌体结构通用规范

3.2.4  对处于环境类别1类和2类的承重砌体,所用块体材料的最低强度等级应符合表3.2.4的规定;对配筋砌块砌体抗震墙,表3.2.4中1类和2类环境的普通、轻骨料混凝土砌块强度等级为MU10;安全等级为一级或设计工作年限大于50年的结构,表3.2.4中材料强度等级应至少提高一个等级。

表3.2.4  1类、2类环境下块体材料最低强度等级

 

3.2.5  对处于环境类别3类的承重砌体,所用块体材料的抗冻性能和最低强度等级应符合表3.2.5的规定。设计工作年限大于50年时,表3.2.5的抗冻指标应提高一个等级,对严寒地区抗冻指标提高为F75。

表3.2.5  3类环境下块体材料抗冻性能与最低强度等级

 

3.2.6   处于环境类别4类、5类的承重砌体,应根据环境条件选择块体材料的强度等级、抗渗、耐酸、耐碱性能指标。

 

3.2.7   夹心墙的外叶墙的砖及混凝土砌块的强度等级不应低于MU10。

 

3.3.1   砌筑砂浆的最低强度等级应符合下列规定:

      1  设计工作年限大于和等于25年的烧结普通砖和烧结多孔砖砌体应为M5,设计工作年限小于25年的烧结普通砖和烧结多孔砖砌体应为M2.5;

      2  蒸压加气混凝土砌块砌体应为Ma5,蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体应为Ms5;

     3  混凝土普通砖、混凝土多孔砖砌体应为Mb5;

     4  混凝土砌块、煤矸石混凝土砌块砌体应为Mb7.5;

     5  配筋砌块砌体应为Mb10;

     6  毛料石、毛石砌体应为M5。

 

 

 

 

GB50011-2010《建筑抗震设计规范

3.9.2    结构材料性能指标,应符合下列最低要求:

     1    砌体结构材料应符合下列规定:

        1)    普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10,其砌筑砂浆强度等级不应低于M5;

        2)   混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5,其砌筑砂浆强度等     级不应低于Mb7.5。

 

 

 

 

注意事项:

 

《砌体结构通用规范》的上述要求,包含了GB50011-2010《建筑抗震设计规范》第3.9.2条第1款有关砌体结构材料的相关要求
对砌体结构的材料强度等级要求,是材料强度的最低要求,属于规范的底线控制要求,不满足时应按工程质量事故对待。

 

 

 

(2)  混凝土强度等级

GB55008-2021 《混凝土结构通用规范

2.0.2     结构混凝土强度等级的选用应满足工程结构的承载力、刚度及耐久性需求。对设计工作年限为50年的混凝士结构,结构混凝土的强度等级尚应符合下列规定;对设计工作年限大于50年的混凝士结构,结构混凝士的最低强度等级应比下列规定提高。

       1   素混凝土结构构件混凝土强度等级不应低于C20;钢筋混凝土结构构件混凝土强度等级不应低于C25;预应力混凝士楼板结构的混凝士强度等级不应低于C30,其他预应力混凝士结构构件混凝土强度等级不应低于C40;钢-混凝士组合结构构件的混凝士强度等级不应低于C30 。

       2    承受重复荷载作用的钢筋混凝土结构构件混凝土强度等级不应低于C30。

      3    抗震等级不低于二级的钢筋混凝土结构构件混凝土强度等级不应低于C30。

     4    采用500MPa及以上等级钢筋的钢筋混凝土结构构件混凝土强度等级不应低于C30。

 

 

 

 

GB50011-2010《建筑抗震设计规范

3.9.2    结构材料性能指标,应符合下列最低要求:

     2    混凝土结构材料应符合下列规定:

       1)   混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、

 柱、节点核芯区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其它各类构件 不应低于C20;

 

 

 

 

 

注意事项

 

混凝土结构通用规范》的上述要求,比GB50011-2010《建筑抗震设计规范》第3.9.2条第2款第1)项混凝土强度要求有所提高,工程实施时应注意其中的差别。

   (1)钢筋混凝土结构构件最低混凝土强度等级,由C20提升为C25

 

   (2)抗震等级二级及以上的所有构件(梁、柱、墙等),强度均不得低于C30

对钢筋混凝土结构的材料强度等级要求,是材料强度的最低要求,属于属于规范的底线控制要求,不满足时应按工程质量事故对待。

 

 

 

2、关于钢筋的要求

 

 

 

关于混凝土结构钢筋的材料性能要求,现行标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》在第3.9.2条第2款第2)项给出了强制性要求,同时在第3.9.3条进一步给出了补充要求。此次工程规范编制时,《混凝土结构通用规范》保留了GB50011-2010的相关强制性要求。

 

 

 

GB55008-2021 《混凝土结构通用规范

3.2.3    对按一、二、三级抗震等级设计的房屋建筑框架和斜撑构件,其纵向受力普通钢筋性能应符合下列规定:

      1  抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;

      2  屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30;

      3  最大力总延伸率实测值不应小于9%。

 

 

 

GB50011-2010《建筑抗震设计规范

3.9.2   结构材料性能指标,应符合下列最低要求:

      2  混凝土结构材料应符合下列规定:

       2)    抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向受力钢 筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应 大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

 

 

 

 

注意事项:

 

(1)纵向受力钢筋检验所得的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不小于1.25,目的是使结构某部位出现较大塑性变形或塑性铰后,钢筋在大变形条件下具有必要的强度潜力,保证构件的基本抗震承载力;

 

(2)纵向受力钢筋检验所得的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3,主要是为了保证“强柱弱梁”、“强剪弱弯”设计要求的效果不致因钢筋屈服强度离散性过大而受到干扰;

 

(3)钢筋最大力下的总伸长率不应小于9%,主要为了保证在抗震大变形条件下,钢筋具有足够的塑性变形能力;

(4)适用对象:抗震等级为一、二、三级的框架(包括框架梁柱、框支梁、框支柱、板柱-抗震墙的柱),以及各类斜撑构件(包括框架-支撑结构的支撑、加强层伸臂桁架的斜撑、楼梯的梯段等)中的纵向受力钢筋必须满足上述强制性要求;箍筋及其他各类构件的钢筋,一般情况下也要求满足上述要求。

 

特别提醒:

1)条文中的“抗震等级一、二、三级”界定的对象只是”框架“;

2)斜撑构件,不受条文中”抗震等一、二、三级”的限定;

3)  斜撑构件应包括楼梯段。

(5)关于选筋:抗震设计时,框架梁、框架柱、剪力墙等结构构件的纵向受力钢筋宜选用HRB400级、HRB500级热轧带肋钢筋;箍筋宜选用HRB400、HRB500、HPB300级热轧钢筋。当有较高要求时,也可采用现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2中牌号为HRB400E、HRB500E、HRBF400E、HRBF500E的钢筋。

 

 

 

3、关于钢筋代换

 

 

 

      关于混凝土结构施工期间的钢筋代换要求,GB50011-2010《建筑抗震设计规范》在第3.9.4条给出了强制性要求。此次工程规范编制时,按照各规范之间的协调与分工安排,《抗震通用规范》只进行原则性要求,更具体的技术要求由《混凝土结构通用规范》进行规定。

 

 

GB55008-2021 《混凝土结构通用规范

2.0.11   当施工中进行混凝土结构构件的钢筋、预应力筋代换时,应符合设计规定的构件承载能力、正常使用、配筋构造及耐久性能要求,并应取得设计变更文件。

 

 

 

GB50011-2010《建筑抗震设计规范

3.9.4    在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足最小配筋率要求。

 

 

 

 

注意事项:

 

混凝土结构通用规范》第2.0.11条的规定,比《建筑抗震设计规范》第3.9.4条的要求更为全面,但于GB50011-2010更为关注的等强换算原则并没有提出明确的约束性要求,需要在工程实施时加以注意。

抗震结构对于钢筋代换的专门要求是等强代换,即全部受力钢筋的总截面面积乘以钢筋抗拉强度设计值的乘积相等的原则。

强调等强换算的目的,是为了避免出现原设计没有预料到的抗震薄弱部位,形成变形集中,以及构件在有影响的部位发生混凝土的脆性破坏(混凝土压碎、剪切破坏等),以免造成薄弱部位的转移导致结构严重破坏甚至倒塌。

 

 

 

4、关于钢材的要求

 

 

 

    关于钢结构材料性能要求,现行标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》在第3.9.2条第3款给出了强制性要求,同时在第3.9.3条第3款和3.9.5条进一步给出了补充要求。 此次工程规范制订时,GB55006-2021《钢结构通用规范在第3.0.1条和第3.0.2条给出了原则性要求

 

 

GB55006-2021 《钢结构通用规范

3.0.1   钢结构工程所选用钢材的牌号、技术条件、性能指标均应符合国家现行有关标准的规定。
3.0.2   钢结构承重构件所用的钢材应具有屈服强度,断后伸长率,抗拉强度和硫、磷含量的合格保证,在低温使用环境下尚应具有冲击韧性的合格保证;对焊接结构尚应具有碳或碳当量的合格保证。铸钢件和要求抗层状撕裂(Z向)性能的钢材尚应具有断面收缩率的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构所用的钢材,应具有弯曲试验的合格保证;对直接承受动力荷载或需进行疲劳验算的构件,其所用钢材尚应具有冲击韧性的合格保证。

 

 

GB50011-2010《建筑抗震设计规范

3.9.2    结构材料性能指标,应符合下列最低要求:

     3  钢结构的钢材应符合下列规定:

       1)    钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;

       2)   钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;

      3)    钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。

 

3.9.3  结构材料性能指标,尚宜符合下列要求:

     3  钢结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢;当有可靠依据时,尚可采用其它钢种和钢号。

 

3.9.5    采用焊接连接的钢结构,当接头的焊接拘束度较大、钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时,钢板厚度方向截面收缩率不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313关于Z15级规定的容许值。

 

 

 

 

注意事项:

 

鉴于《钢结构通用规范要求的原则性,现阶段实际工程的实施与落实时,尚应考虑按GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的相关技术性要求(非强制性要求)进行把握。
钢结构中所用的钢材,应保证抗拉强度、屈服强度、冲击韧性合格及硫、磷和碳含量的限制值。
抗拉强度是实际上决定结构安全储备的关键,伸长率反映钢材能承受残余变形量的程度及塑性变形能力,钢材的屈服强度不宜过高;
要求有明显的屈服台阶,伸长率应大于20%,以保证构件具有足够的塑性变形能力;
冲击韧性是抗震结构的要求。
当采用国外钢材时,亦应符合我国国家标准的要求。。

七、
设计地震动参数的调整与控制

01   条文(4.1.1)

 

4.1.1    各类建筑与市政工程地震作用计算时,设计地震动参数应根据设防烈度按本规范第2.2节的相关规定确定,并按下列规定进行调整:

       1    当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时,应计入近场效应对设计地震动参数的影响。

        2     当工程结构处于条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸与边坡边缘等不利地段时,应考虑不利地段对水平设计地震参数的放大作用。放大系数应根据不利地段的具体情况确定,其数值不得小于1.1,不大于1.6。

 

 

 

 

02   编制说明

 

       本条明确了设计地震动参数的调整要求和控制底线。
       通常地,一般建设工程的设计地震动参数直接根据《中国地震动参数区划图》GB18306确定即可。但区划图规定的地震动峰值加速度、特征周期等参数是基于开阔、平坦的一般场地(通常为II类场地)给出的,没有进一步考虑离断层很近区域的局部放大效应(即近场效应),也没有考虑高耸孤立的山丘等局部突出地形的不利影响,实际工程场地条件与区划图标准场地(II类)的差别也需要各类工程建设标准进一步处理等等。
      鉴于上述情况,为了确保工程地震安全,需要根据建设工程的具体情况,考虑上述因素的影响对区划图参数进行调整,方可用于工程设计。由于场地的影响在本规范第4.2.2条明确规定,本条仅对近场效应、局部突出地形影响整原则和最低调整要求进行了规定。
      本条条文改自《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.10.3条、4.1.8条(强条)、4.1.6条(强条)、12.2.2条。

 

 

    2.1 关于近场效应

 

 

 (1)中国 GB50011-2010 《建筑抗震设计规范》的规定   

      《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.10.3条第1款规定,对处于发震断裂两侧10km以内的结构,地震动参数应计入近场影响,5km以内宜乘以增大系数1.5,5km以外宜乘以不小于1.25的增大系数。第12.2.2条第2款规定,当处于发震断层10km以内时,输入地震波应考虑近场影响系数,5km以内宜取1.5,5km以外可取不小于1.25。

       上述规定表明,现行规范GB50011-2010的本意是,条件许可的情况下,应尽可能考虑地震破裂带附近的地面运动强度的放大效应。鉴于技术规定的延续性、工程技术经济的现实可行性等因素,10规范仅在性能化设计和隔震设计部分明确要求“应”考虑近场效应;其他情况未作明文规定,但根据国家标准的底线要求属性,在条件许可时,也应适当考虑近场效应。

 

(2)美国 ,UBC1997的规定   ,2000年以前

         我国现行规范GB50011-2010中有关近场效应的规定,除了依据已有的研究成果外,还参考借鉴了美国早期规范UBC 97的相关规定。

在美国的UBC 97以及ATC40等标准规定,各场地的地震动参数应根据震源类型和距断层的距离考虑近场系数进行调整(表1~3)。

 

(3)美国, NEHRP条款及ASCE7的规定  ,2000年以后 

       在2000年以后的美国历次版本NEHRP条款中,关于近场效应基本上保持了UBC97的规定。

       同时,基于1999年台湾集集地震等近期一些强烈地震中,近场强地面运动表现出来的速度脉冲效应、方向效应等特征,在2009 NEHRP Provisions中明确提出:在近场区,除了要考虑加速度等设计参数的幅值调整外,还应考虑其独特的脉冲效应方向效应

       NEHRP条款的上述规定已被ASCE 7-16等规范采纳。在ASCE7-16中规定,当建筑场地符合以下条件之一时,应划为近断层场地:
  1. 距已知的、可能会发生Mw7以及上地震的活动断层在地表投影9.5英里(15公里)以内;
  2. 距已知的、可能会发生Mw6以及上地震的活动断层在地表投影6.25英里(10公里)以内。
需要说明的是,上述条件中,不包含走滑速率小于0.04in(1mm)/年的断层,同时,断裂的地表投影也不包括深度不小于6.25 英里(10 公里)的部分。

         关于近断层场地的要求,ASCE7-16在条文说明中给出了进一步解释:大地震断裂破碎带附近区域的场地,除了加速度异常巨大外,其地面运动还表现出脉冲特征以及独特的方向性特征等远场记录通常不具备的特征。在过去的地震中,这些特征已经展现了特别的破坏性。因此,ASCE7-16对坐落于这类场地上的结构制定了非常严格的设计标准,同时,要求非线性时程分析和隔震与消能减震结构设计时地面记录的选择与调整,应直接考虑这些独特的特征。

       由于近断层距离,取决于很多因素,包括破裂类型、断层深度、震级和断层破裂的方向等,一般很难给出近断层场地的确切界定。ASCE7-16采用的两个近断层分类条件,均是基于场地距活动断裂(有可能发生设定震级及以上的地震)的距离和年均走滑速率。这一界定标准在1997UBC(ICBO 1997)中就已使用。同时,ASCE7-16还给出了断层面与地表呈现倾斜夹角时如何确定场地距断层距离的方法(图1)。

 

          图1  ASCE7-16 的断层距离确方法

 

(4)  《抗震通用规范》的处理对策

         参考美国规范关于近断层效应相关规定的变化情况,同时,已考虑到《建筑隔震设计标准》GB/T51408-2021关于近场效应的规定与GB50011-2010存在一定差别,此次《抗震通用规范》编制时,仅提出“应计入近场效应对设计地震动参数的影响”的原则性要求,至于进一步的调整的对象与技术对策,则由相关的标准进一步细化、深化。

 

 (5)   关于发震断裂的界定

      《岩土工程勘察规范》GB50021-2001的第5.8.2条第1款的规定:

全新活动断裂为在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动,在今后一百年可能继续活动的断裂;全新活动断裂中,近期(近50年来)发生过地震震级M≥5级的断裂,或在今后100年内,可能发生M≥5级的断裂,可定为发震断裂。

 参考上述规定, 在本规范中,发震断裂的表述为:
发震断裂,指的是全新世活动断裂中、近500年来发生过M≥5级地震的断裂或今后100年内可能发生M≥5级地震的断裂。

 

 

 

2.2 关于局部地形影响

 

 

 

        国内多次大地震的调查资料表明,局部地形条件是影响建筑物破坏程度的一个重要因素:

  • 宁夏海源地震,位于渭河谷地的姚庄,烈度为7度;而相距仅两公里的牛家山庄,因位于高出百米的突出的黄土梁上,烈度高达9度。
  • 1966年云南东川地震,位于河谷较平坦地带的新村,烈度为8度;而邻近一个孤立山包顶部的矽肺病疗养院,从其严重破坏程度来评定,烈度不低于9度。
  • 海城地震,在大石桥盘龙山高差58m的两个测点上收到的强余震加速度记录表明,孤突地形上的地面最大加速度,比坡脚平地上的加速度平均大1.84倍。
  • 1970年通海地震的宏观调查数据表明,位于孤立的狭长山梁顶部的房屋,其震害程度所反映的烈度,比附近平坦地带的房屋约高出一度。
  • 2008年汶川地震中,陕西省宁强县高台小学,由于位于近20米高的孤立的土台之上,地震时其破坏程度明显大于附近的平坦地带。
       因此,当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外,尚应考虑局部突出地形对地震动参数的放大作用,这对山区建筑的抗震计算十分必要。

 

 

 

03  实施与检查控制

 

(1)实施

      1)   根据历次地震宏观震害经验和地震反应分析结果,局部突出地形地震反应的总体趋势,大致可以归纳为以下几点:

  1. 高突地形距离基准面的高度愈大,高处的反应愈强烈;
  2. 离陡坎和边坡顶部边缘的距离愈大,反应相对减小;
  3. 从岩土构成方面看,在同样地形条件下,土质结构的反应比岩质结构大;
  4. 高突地形顶面愈开阔,远离边缘的中心部位的反应是明显减小的;
  5. 边坡愈陡,其顶部的放大效应相应加大。

 

    2)  基于以上变化趋势,以突出地形的高差H,坡降角度的正切H/L以及场址距突出地形边缘的相对距离L1/H为参数,归纳出各种地形的地震力放大作用如下

 

   按上述方法的增大系数应满足规范条文的要求,即局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数的计算值,小于1.1时,取1.1,大于1.6时,取1.6。

 

 

     3)   按表4,局部突出地形地震影响系数的增大幅度存在取值为0的情况,但不能据此简单地将此类场地从抗震不利地段中划出,而应根据地形、地貌和地质等各种条件综合判断。

     4)  条文中规定的最大增大幅度0.6是根据分析结果和综合判断给出的,本条的规定对各种地形,包括山包、山梁、悬崖、陡坡都可以应用。

      5)  条文要求放大的仅是水平向的地震影响系数最大值,竖向地震影响系数最大值不要求放大。

 

(2)检查

          检查岩土工程勘察报告,复核建筑场地的高度、坡降角度和至台地边缘的距离,确定增大系数的合适取值。

 

 


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