抗震設(shè)防要求與工程強制性標準相銜接的兩個問題

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抗震設(shè)防要求與工程強制性標準相銜接的兩個問題

    摘要：《中華人民共和國防震減災(zāi)法》明確要求建設(shè)工程的強制性標準應(yīng)當與抗震設(shè)防要求相銜接，然而在實際工作中，常常有人將工程的抗震設(shè)防要求與工程抗震的強制性標準相混淆，甚至因工程抗震強制性標準的存在而忽視抗震設(shè)防要求的意義和作用，因此有必要闡明抗震設(shè)防要求與工程抗震強制性標準的關(guān)系，同時需要說明抗震設(shè)防要求如何與工程的強制性標準相銜接，本文下面將就這幾個問題作一些分析和討論。
    《建筑工程抗震設(shè)計規(guī)范》和《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》這兩部工程強制性標準對抗震設(shè)防要求的使用主要集中在多遇地震和罕遇地震的地震作用的設(shè)計驗算方面，這仍是以地震基本烈度參數(shù)為基礎(chǔ)進行換算后的結(jié)果。兩部強制性標準直接采用對象為地震動參數(shù)區(qū)劃圖，基本不涉及地震安全性評價結(jié)果的使用。抗震設(shè)防要求能否為建設(shè)工程合理使用可以歸結(jié)為以下兩個方面。
    第一，對于以地震動參數(shù)區(qū)劃圖為設(shè)防依據(jù)的建設(shè)工程，以抗震設(shè)防烈度參數(shù)為基礎(chǔ)的換算結(jié)果是否科學(xué)合理？以多遇地震為設(shè)計基準是否合理？以峰值加速度0.05g（即Ⅵ度區(qū)）為例，首先確定其水平地震影響系數(shù)最大值，取放大系數(shù)βm為2.25，則其對應(yīng)的水平地震影響系數(shù)最大值為0.1125，而工程截面驗算和變形分析需要的分別是多遇地震和罕遇地震的水平地震影響系數(shù)最大值，實際使用時是將區(qū)劃圖對應(yīng)的水平地震影響系數(shù)最大值折減0.35得到多遇地震的水平地震影響系數(shù)最大值，此時有αm=0.1125×0.35=0.039375，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》直接給出6度多遇地震的水平地震影響系數(shù)最大值為0.04，兩者較為接近，而且《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》的結(jié)果偏安全，可以說《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》直接給出的水平地震影響系數(shù)最大值是地震動參數(shù)區(qū)劃圖換算后的結(jié)果，也是抗震設(shè)防要求的間接體現(xiàn)，然而這種做法偏于主觀經(jīng)驗和判斷；其次是特征周期的選取，地震動參數(shù)區(qū)劃圖和建筑抗震設(shè)計規(guī)范中不同類別場地的特征周期的取值基本一樣，只是建筑抗震設(shè)計規(guī)范的2010版在修訂后增加了Ⅰ0類場地的特征周期，修訂后的地震動參數(shù)區(qū)劃圖也會考慮這個因素；最后對于一般工程來講，以地震動參數(shù)區(qū)劃圖的結(jié)果為基礎(chǔ)，以多遇地震的截面驗算和罕遇地震的變形驗算分別作為 “小震不壞”和“大震不倒”的定量指標，這種做法從目前抗震設(shè)計的使用效果來看是比較合適的，然而“中震可修”是否具有可評價的定量指標？這里需要進一步分析建筑結(jié)構(gòu)抗震加固的可修范圍，從而為明確“可修”的具體標準，這也表明三水準目標和兩階段設(shè)計思想在一定程度上還不能很好的匹配，這就需要建設(shè)工程抗震鑒定和加固等方面的工作同步跟進。
    第二，與地震動參數(shù)區(qū)劃圖相比，地震安全性評價結(jié)果的必要性和優(yōu)勢何在？其結(jié)果能否直接為建設(shè)工程的抗震設(shè)計直接使用？首先與地震動參數(shù)區(qū)劃圖結(jié)果相比，地震安全性評價結(jié)果的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾點：①增加了適用面，覆蓋了地震動參數(shù)區(qū)劃圖不能適用的重大工程、特殊工程和復(fù)雜場地，如《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》規(guī)定周期大于6.0s的建筑結(jié)構(gòu)所采用的地震影響系數(shù)應(yīng)專門研究，地震安全性評價結(jié)果可以針對這種情況給出建筑結(jié)構(gòu)的長周期地震影響系數(shù)；②地震安全性評價給出的結(jié)果更加完整精確，如可以給出工程場地不同超越概率的加速度時程，可以根據(jù)工程場地的特性專門給出不同超越概率下的特征周期值，然而《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》在使用特征周期值時并未區(qū)分多遇地震和罕遇地震，實際使用時應(yīng)當根據(jù)地震安全性評價的結(jié)果進行區(qū)分。其次地震安全性評價結(jié)果能否直接為建設(shè)工程抗震設(shè)計使用，其關(guān)鍵點在于：①地震安全性評價結(jié)果得到的50年超越概率63%、10%和2%的地震動參數(shù)能否直接作為多遇小震、中震和罕遇大震進行抗震設(shè)計和驗算？統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，50年超越概率63%的地震動峰值加速度與區(qū)劃圖結(jié)果折算后的小震相比，兩者互有波動，但平均值比較接近，然而《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》中多遇地震的特征周期值仍是采用區(qū)劃圖的周期結(jié)果，其對應(yīng)的是50年超越概率10%，地震安全性評價50年超越概率63%的特征周期值則較小，反之地震安全性評價50年超越概率2%的特征周期值則較大，因此在進行小震驗算時，地震安全性評價結(jié)果是偏不安全的，而進行大震驗算時，地震安全性評價結(jié)果則是偏安全的；②目前對于地震安全性評價結(jié)果的使用往往是根據(jù)50年超越概率10%的結(jié)果進行烈度歸檔，歸檔后仍然按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）》所列的地震影響系數(shù)和特征周期值進行設(shè)計，這里涉及到一個區(qū)劃歸檔問題，例如同樣是0.05g分區(qū)（即6度區(qū)），其歸檔的范圍是大于等于0.04g小于0.09g，如果兩個不同項目的地震安全性評價結(jié)果是0.04g和0.08g，在歸檔后都為0.05g分區(qū)，因而在設(shè)計時并無區(qū)別，而如果直接采用地震安全性評價結(jié)果進行抗震設(shè)計，兩者的地震影響系數(shù)將相差一倍，因此能否直接利用地震安全性評價結(jié)果進行抗震設(shè)計還值得進一步研究。