建筑抗震设计中地震作用取值主要国家抗震规范比较

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1、建筑抗震设计中地震作用取值——主要国家抗震规范比较摘要：对中国、日木、美国、欧洲等国建筑抗震设计规范中的地震作用取值进行对比。地震作用取值不但与各国的地震背景、区划方法、衰减规律等技术问题有关，还与设防水准、设防目标有关，而后者更大程度上取决于经济和行政的决策。关键词：抗震设计规范；弹性和弹塑性反应谱：地震作用：基底剪力地震作用的取值是抗震设计的基础，目前世界各国的抗震设计规范中关于地震作用的描述一般均采用设计反应谱的形式，但座标参数的表达和取值不同,它的确定与抗震设防水准、设防目标有关。一、抗震设防水准在中国与欧洲抗震规范中，中国《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

2、明确规定三水准设防为按规范进行建筑抗震设计的设防R标，即“多遇地震、棊本烈度设防地震、罕遇地震。采用按烈度为6、7、8、9度分区并给出相应的设计基本加速度。三水准的地震作用水平按三个不同的超越概率（或重现期）来区分，多遇地震为50年超越概率63.2%,重现期50年；设防烈度地震（基木地震）为50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震为50年超越概率2%-3%,重现期平均约2000年。欧洲Eurocodc8采用单一的设防水准（475年重现期）规定根据各地区不同的地震危险性将领土细分成地震区，按地震分区分别给出区域系数、基本地震系数或有效峰值加速度值。对各地震区选择的设计地面

3、加速度应与重现期475年相一致。二、抗震设防A标中閨《建筑抗震设计规范｝GB50011-2001规定的三水准下的设防目标，简称“小震不坏、中震可修、大震不倒”。即“当遭受低于木地区抗震设防烈度的多遇地震影响吋，一般不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。”欧洲规范一般地规定了限制破坏和不倒塌的要求，限制破坏就是“结构应设计和建造成在多遇地震下不造成损坏而能继续使用。”不倒塌要求就是“结构应设计和建造成抵御规范中定义的地震作用，无

4、局部或整体倒塌，地震后能继续保持结构的整体性和一定的残余承载力。”但是欧洲规范没有明确与设防水准挂钩。美国的抗震设防目标包含中震可修和大震不倒，延性概念也更为明确。在抗震设计规范中，关于地震作用的取值是与设防标目标密切和关的，即使设防标准所取的超越概率（或重现期）相同，由于各国的地震背景和设防目标的不同，其地震作用的取值也会有较大差别。三、抗震设计方法在抗震设计中，中国规范采用的是基于概率理论的极限状态设计法，中国《建筑抗震设计规范》GB50011-2001对多遇地震作用（重现期50年）下的抗震设计釆用弹性设计反应谱，对于基木烈度地震主要通过概念设计和构造措施来实现，对于罕遇

5、地震（重现期2000年）下的抗震设计，中国规范要求对少数结构进行弹塑性变形验算，而欧洲规范Eurocode8规范采用非线性设计反应谱进行计算，欧洲规范规定非线性状态下，结构体系抗地震作用的承载力通常允许其设计值小于和应的线弹性反应的值，考虑结构的弹塑性变形能力通过引入性能系数与修正指数、弹性反应谱进行折减。中美两国规范地震作用计算的静力方法和动力方法都以底部剪力法和振形分解反应谱法为主，对于楼层地震作用，中美两国都考虑丫高振型的影响，但表现方式不同，中国规范是在建筑顶部加集中力。四、设计地震作用取值的比较比较是在相同超越概率（重现期）的基础上，将地震作用取值归结到基底剪力的计

6、算，比较弹性和弹塑形基底剪力的大小，不涉及荷载组合、材料强度取值等。综合比较的结果表明，口本的规范的地震作用取值最大，其他国家取值较小并较接近，但在不同周期段仍存在差别。一般来说，中国规范的取值比美国规范的取值要低10%〜20%。中国与欧洲规范中地震作用均以设计反应谱形式表示，纵座标采用的参数不同。为了便于比较，在相同超越概率（重现期）的基础上，将地震作用取值归结到棊底剪力的计算棊础上，比较其大小，不涉及荷载组合、材料强度取值等。把反应谱的纵座标均转换为基底剪力系数3V，采用等效基底剪力代表地震作用取值，即Vek=PvW式中，W为结构总重力荷载。以下设定某一条件为例，按中国与

7、欧洲规范计算弹性基底剪力和弹塑性基底剪力，然后加以比较。结构类型为钢筋混凝土桐架结构，周期Tg=0.8s（约8层），选用屮等类型的建筑场地。屮国选用II类场地，设计地震分组采用第2组（Tg=0.3s），地震分区中国选用9度区，对应的有效峰值加速度为0.4g（为了参照也给出7、8度的计算结果）。欧洲Eurocode8选用B类场地，Tg=0.6s,欧洲规范地震系数为0.1、0.2、0.3、0.4。选用最高地震危险区取系数的上限值0.4。为了使比较更加合理，必须考虑不同规范在抗震验算方法上的差异。首先对罕遇地