关于建筑结构抗震的概念

什么是抗震设防烈度

抗震设防烈度是指对建筑物进行抗震设计，并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。抗震设防的依据是抗震设防烈度，地震烈度按不同的频度和强度通常可划分为小震烈度、中震烈度和大震烈度。所谓的小震烈度即为多遇地震烈度（众值烈度），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63%的地震烈度值，相当于50年一遇的地震烈度值；中震烈度即为基本烈度，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10%的地震烈度值，相当于474年一遇的地震烈度值；大震烈度即为罕遇地震烈度，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%的地震烈度值，相当于1600~2500年一遇的地震烈度值。

由烈度概率分布可知，基本烈度与众值烈度（即多遇地震烈度）相差约1.55度，而基本烈度与罕遇烈度相差约为1度。例如，当基本烈度为8度时，其众值烈度（多遇烈度）为6.45度左右，罕遇烈度为9度左右。

抗震设防烈度是按国家批准权限审定的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下可采取中国地震烈度区划图的地震基本烈度；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。例如广州、北京地区的设防烈度分别是7度和8度。我国规定抗震设防区是指地震烈度为6度及以上的地区。目前《抗震规范》适用于6~9度地区的建筑结构一般抗震设计。抗震设防烈度为10度地区和行业有特殊要求的建筑抗震设计应按有关专门规定执行。

从以上分析可知，我们通常设计时所说的抗震设防烈度，是指基本烈度，也即中震烈度。我们通常设计所进行的结构计算，主要是多遇地震作用下（小震，比基本烈度约低1.55度），假定结构仍为弹性情况下的抗震承载能力验算；以及罕遇地震（大震）作用下，薄弱部位弹塑性变形验算。而对于中震烈度，通常通过抗震构造措施得以实现。

实际上，我们通常只进行多遇地震（小震）作用下的弹性验算；仅当建筑达到抗震规范5.5.2条的条件时，我们才进行罕遇地震作用下弹塑性变形验算。

woaipanqun

2008年11月07日 20:32:27

2楼

地震烈度(Intensity)是度量某一地区地面和建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。由于地面振动的强烈程度与震级大小、震源深度、震中距大小有关，与该地区地层的土质有关，还与该地区的地形地貌有关，因此，每次地震中不同地区的地震烈度是不一样的。
地震烈度是一个定性指标，尽管烈度表给出了地面运动速度和加速度的参考指标，但主要是根据该地区“大多数房屋的震害程度”与“人的感觉以及其他现象”来综合评定的。国际上大多数国家的烈度表都采十二级别分类，个别国家，如日本，则采用0~7级的8级别分类。工程抗震设防(earthquake fortification)的依据一般是采用烈度，而不是震级；目前的发展趋势则是直接采用地面运动加速度值作为工程抗震设计的依据。我国目前采用的烈度表是1999年颁布的《中国地震烈度表》，该烈度表以统一的尺度衡量地震的强烈程度，从无感到地面剧烈变化及山河改观划分为十二个级别。
中国地震烈度表
烈度在地面上人的感觉　　　　　　震害现象　　　　其它震害现象
1 无感
2 室内个别静止中人有感觉
3 室内少数静止中人有感觉门窗轻微作响悬挂物微动
4 室内多数人、室外少数人有感觉，少数人梦中惊醒门窗作响悬挂物明显摆动，器皿作响
5 室内普遍、室外多数人有感觉，多数人梦中惊醒门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落，抹灰出现微细裂缝，有檐瓦掉落，个别屋顶烟囱掉砖不稳定器物摇动或翻倒
6 多数人站立不稳，少数人惊逃户外损坏――墙体出现裂缝，檐瓦掉落，少数屋顶烟囱裂缝、掉落河岸和松软土出现裂缝，饱和砂层出现喷砂冒水；有的独立砖烟囱轻度裂缝
7 大多数人惊逃户外，骑自行车的人有感觉，行驶中的汽车驾乘人员有感觉轻度破坏――局部破坏、开裂，小修或不需要修理可继续使用河岸出现塌方；饱和砂层常见喷砂冒水，松软土地上地裂缝较多；大多数独立砖烟囱中等破坏
8 多数人摇晃颠簸，行走困难中等破坏――结构破坏，需要修复才能使用干硬土上亦出现裂缝；大多数独立砖烟囱严重破坏；树稍折断；房屋破坏导致人畜伤亡
9 行动的人摔倒严重破坏――结构严重破坏，局部倒塌，修复困难干硬土上出现地方有裂缝，基岩可能出现裂缝、错动；滑坡塌方常见；独立砖烟囱倒塌
10 骑自行车的人会摔倒，处不稳定状态的人会摔离原地，有抛起感大多数倒塌山崩和地震断裂出现；基岩上拱桥破坏；大多数独立砖烟囱从根部破坏或倒塌
11 普遍倒塌地震断裂延续很长；大量山崩滑坡
12 地面剧烈变化；山河改观
对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，然而由于同一次地震对不同地点的影响是不一样的，因此烈度也就随震中距离的远近而有差异。一般说来，距离震中越远，地震影响越小，烈度就越低；反之，越靠近震中，烈度就越高。震中点的烈度称为震中烈度。对于浅源地震，震级M与震中烈度I0大致成如下关系：
　M=0.58I0 + 1.5

woaipanqun

2008年11月07日 20:35:09

3楼

地震震级（Magnitude）是地震的强度级别。它与震源所释放出的能量多少来确定。目前，国际上常用的是里氏震级。1935年Richter提出的震级定义为：震级等于标准地震仪记录到的震中距为100km处的地面最大水平位移（以微米为单位）的常用对数。这个标准地震仪是指Wood-Anderson扭摆仪，其标准要求是摆的自振周期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大倍数为2800。若假定A是该地震仪记录到的以微米为单位的地面最大水平位移，则（里氏）地震震级可用下式表示：

M=lgA(Δ)-lgA0(Δ)

式中：A――待定震级的地域记录的最大水平位移振幅；

　　　A0――标准地震在同一震中距离处的最大水平位移振幅；

　　　lgA0(Δ)――震中距的函数，亦即零级地震在不同震中距的振幅对数值，称作起算函数，或标定函数。对不同的测定区域可以列出随震中距变化的[-lgA0(Δ)]数值表。里克特规定：用标准地震仪，在震中距(Δ)为100km处，记录最大振幅的地动位移A0为0.001mm(即1微米)时对应的震级为零级。

震级震级M与震源释放的能量E之间有以下经验关系：

　lgE = 11.8 + 1.5M

根据上述关系，震级相差一级，地震波的振幅值增加10倍，地震所释放的能量要相差31.6倍，一个6级地震所释放的能量相当于一个两吨级的原子弹所释放的能量。

目前记录到的最大的地震还没有超过8.9级地震，1960年5月22日南美智利发生的8.9级地震，1906年1月31日南美厄瓜多尔――哥伦比亚边界附近海中和1933年3月2日日本三陆东边海中发生8.9级地震，2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊岛附近海域也发生了8.9级地震。

对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，然而由于同一次地震对不同地点的影响是不一样的，因此烈度也就随震中距离的远近而有差异。一般说来，距离震中越远，地震影响越小，烈度就越低；反之，越靠近震中，烈度就越高。震中点的烈度称为震中烈度。对于浅源地震，震级M与震中烈度I0大致成如下关系：

　M=0.58I0 + 1.5

woaipanqun

2008年11月07日 20:36:04

4楼

抗震设防的“三水准”和抗震设计的“两阶段”

近年来，国内外抗震设防目标的发展总趋势是要求建筑物在使用期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗能力，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这一抗震设防目标亦为我国《抗震规范》所采纳。三水准设防的设防要求：

第一水准：在遭受低于本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用；

第二水准：在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物（包括结构和非结构构件）可能有一定损坏，但不致危及人民生命和生产设备的安全，经一般修理或不需要修理仍可继续使用；

第三水准：在遭受高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

“两阶段设计方法”

根据上述三水准抗震设防目标的要求，在第一水准（小震）时，结构应处于弹性工作阶段，因此，可以采用线弹性动力理论进行建筑结构地震反应分析，以满足强度要求。在第二和第三水准（中震、大震）时，结构已进入弹塑性工作阶段，主要依靠其变形和吸能能力来抗御地震。在此阶段，应控制建筑结构的层间弹塑性变形，以避免产生不易修复的变形（第二水准要求）或避免倒塌和危及生命的严重破坏（第三水准要求）。因此，应对建筑结构进行变形验算。

在具体进行建筑结构的抗震设计时，为简化计算，《抗震规范》提出了两阶段设计方法，即建筑结构在多遇地震作用下应进行抗震承载能力验算以及在罕遇地震作用下应进行薄弱部位弹塑性变形验算的抗震设计要求。即：

第一阶段设计：首先按基本烈度相应的众值烈度（相当于小震，约比基本烈度低1.55度）的地震参数，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用效应，然后与其它荷载效应按一定的组合原则进行组合，对构件截面进行抗震设计或验算，以保证必要的强度；再验算在小震作用下结构的弹性变形。这一阶段设计，用以满足第一水准的抗震设防要求。

第二阶段设计：在大震（罕遇地震，约比基本烈度大1度）作用下，验算结构薄弱部位的弹塑性变形，对特别重要的建筑和地震时易倒塌的结构除进行第一阶段的设计外，还要按第三水准烈度（大震）的地震动参数进行薄弱层（部位）的弹塑性变形验算，并采取相应的构造措施，以满足第三水准的设防要求（大震不倒）。

在设计中通过良好的抗震构造措施使第二水准要求得以实现，从而达到“中震可修”的要求。

woaipanqun

2008年11月20日 13:09:31

5楼

难道就没人讨论一下吗？？