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关于建筑抗震设计规范修订的若干设想 王亚勇戴国莹 中国建筑科学研究院工程抗震研究所 北京1 0 0 0 1 3 摘要本文介绍国家标准建筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 颁布实施以来的情况及存在的闯题，对 即将开始的新一轮修订工作，提出修订要求和主要内容等若干设想，以及配合修订工作所需要开展的 实验研究工作。 0 前言 建筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 是目前建设行业广泛应用的一本国家标准，也是其他 工业部门编制行业规范的基础。自2 0 0 1 年颁布实施以来，为我国各行业建设的发展和防震减灾工 程起到了重要作用，在国际地震工程界也有一定影响。 建筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 继承了三十多年来我国建筑抗震设计规范“小震不坏、 中震可修、大震不倒”的抗震设防理念，在一定程度上体现了一种基于性能的抗震设计原理。规 范中所包含的主要内容，如抗震设计基本要求、场地与地基基础抗震、地震作用和结构抗震验 算以及各类建筑结构的抗震设计等，总结吸纳了我国地震工程与工程抗震科学研究与工程实践的 丰硕成果，也借鉴了美、欧、日等国相关规范的一些规定，特别是检讨了近年来国内外大地震的 震害经验，使这本规范具有很强的工程实用性和可操作性。 建筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1 2 0 0 1 实施以来，我国的建筑业发展迅速，在抗震设防区所建 造的各类建筑不论在高度、体型，还是在结构体系、材料等方面，不断“突破”规范的适用范围。 而自1 9 7 6 年唐山地震以来，我国面临的地震形势依然严峻，一些“突破”规范设计建造的建筑， 存在不可预知的、或多或少、或大或小的地震安全隐患，不能不引起我们的重视。反过来，工程建 设的迅速发展也要求规范做进一步修订，尽可能将最新的科学研究成果和工程实践经验吸收进来， 包括增加某些新型结构体系和抗震新材料、新技术，完善计算方法，改进结构抗震措施等。 本次修订设想的重点是对规范的抗震设防目标增加性能设计原则要求，与国际接轨；增加 钢一混凝土混合结构、框排架结构和大跨度结构等发展较快的结构体系以及近些年来在执行规范过 程中，各地、各行业反映较多、问题较突出，需要补充、改进的内容。使规范进一步完善，覆盖 面尽可能完整。 通过本次修订，拟使本规范对我国抗震设防区的各类建筑结构的抗震设计和其他行业的抗震 规范编制具有更好的指导作用，对我国防震减灾事业的发展具有重要意义。另外，在保持我国抗 震设计规范原有特色的同时，吸取国外规范的优点，与国际标准接轨。 1当前我国地震形势 1 地震形势活跃。全球自2 0 世纪末进入第五个地震活跃期以来，发生了日本神户、中国台 一3 9 湾集集、印尼等特大地震，我国内陆1 9 9 6 年丽江地震等，说明第五个活跃期尚未结束。 2 我国大、中城市相对“平静”。大震多数发生在偏远的高烈度设防地区，例如新疆伽师、 巴楚、乌什、西藏仲巴和云南盐津等地，没有造成太大的人员伤亡和经济损失。人们普遍思想麻 痹，对地震灾害逐渐淡漠，丧失警惕性。 3 在低烈度设防区，特别是东部经济发达地区，例如浙江温州大成、江西九江瑞昌、吉林 松源扶余、湖北宜都等6 度设防烈度区，发生了有感甚至破坏性地震，造成一定的人员伤亡和财 产损失。 表1 列出自2 0 0 5 年年初以来在我国所发生的地震，充分体现了上述地震活动的特点。 4 上述形势应该引起我们的警惕，要对在我国大、中城市发生大震、强震做好思想和物质 的准备。尤其是在这些地区所进行的“超限”设计和建造的工程，应该进行超限抗震设防专项审 查。 表12 0 0 5 年1 月至2 0 0 6 年7 月年中国内陆地震 序号 地震时间 年．月．日 发生地点 设防烈度震级㈤ 1 2 0 0 5 ．1 ．2 6云南思茅 8 0 ．2 9 5 ．0 22 0 0 5 ．2 ．1 5 新疆乌什 8 O ．2 9 6 ．2 32 0 0 5 ．4 ．6新疆乌什 8 0 ．2 9 5 ．1 42 0 0 5 ．4 ．8 西藏仲巴 7 O ．1g 6 ．5 52 0 0 5 ．4 ．2 5 江西九江 6 0 ．0 5 9 3 ．3 62 0 0 5 ．4 ．2 9新疆阿克苏 8 0 ．2 9 4 ．9 72 0 0 5 ．6 ．2 西藏墨脱 9 O ．4 9 5 ．9 82 0 0 5 ．7 ．2 5 黑龙江大庆 6 O ．0 5 9 5 ．1 92 0 0 5 ．7 ．2 6吉林松原扶余 6 0 ．0 5 占 3 ．2 1 02 0 0 5 ．8 ．5 云南会泽 8 0 ．2 9 5 ．3 1 12 0 0 5 ．8 ．1 3 云南文山 6 0 ．0 5g 5 ．3 1 22 0 0 5 ．8 ．2 5新疆阿克苏 8 0 ．2 9 5 ．1 1 32 0 0 5 ．8 ．2 6 新疆墨玉7 0 ．1g 5 ．4 1 42 0 0 5 ．1 1 ．2 6 江西瑞昌 6 O ．0 5g 5 ．7 1 52 0 0 6 ．3 ．3 1吉林松原扶余6 O ．0 5g 5 ．O 1 62 0 0 6 ．4 ．9 河南濮阳7 0 ．1 5g 4 ．4 1 72 0 0 6 ．4 ．1 4 西藏可可西里 8 0 ．2 9 5 ．6 1 82 0 0 6 ．4 1 2 0西藏班戈7 0 ．1 5 9 5 ．6 1 92 0 0 6 ．5 ．3内蒙牙克石 8 0 ．2 9 4 ．2 2 02 0 0 6 ．5 ．3 河北唐山 8 O ．2 9 3 ．6 2 12 0 0 6 ．5 ．3 河北唐山8 O ．2 9 3 ．8 2 22 0 0 6 ．5 ．6 河北宁晋 8 0 ．2 9 3 ．O 2 32 0 0 6 ．5 ．6 青海杂多 7 O ．1g 3 ．7 2 42 0 0 6 ．5 ．1 0 内蒙呼伦贝尔 8 0 ．2g 3 ．1 2 52 0 0 6 ．5 ．1 0湖北宜都6 0 ．0 5g 3 ．1 2 62 0 0 6 ．6 ．2 l 甘肃武都 8 O ．2 0 9 5 ．O 2 72 0 0 6 ．7 ．4河北文安7 0 ．1 5 9 5 ．1 2 8 2 0 0 6 ．7 ．2 2 云南盐津 7 0 ．1 0 9 5 ．1 ‘。一4 0 - 2 我国抗震设防区建筑发展特点与问题 1 建筑高度越来越高，跨度和体量越来越大。我国大陆在2 0 0 4 年底已建成1 5 0 m 以上的高 层建筑超过1 5 2 栋，遍及上海、广州、深圳、武汉、青岛、重庆、南京、北京、天津、大连、西 安、佛山、郑州、济南、东莞、杭州、沈阳、海口、厦门、江门、常州、成都、苏州、长沙等地。 各地争相设计建造所谓“全国第一”、“亚洲第一”乃至“世界第一’’高度的建筑，如已经完工的 上海金茂大厦4 1 8 m 8 8 层 ，深圳地王大厦3 2 5 m ，广州中天广场3 2 2 m 、台北1 0 1 大楼4 2 8 m ； 在建的有上海环球金融中心4 9 2 m ，苏州东方之门2 7 8 m ，南京绿地紫峰大厦3 0 5 m ，大连国际贸 易中心3 2 5 m ，北京国贸中心三期3 3 0 m ，首都机场第三航站楼Y 字形走廊屋盖长度达9 5 0 m ，设 计中的广州新电视塔超过6 6 0 m 高。这些超高、超长建筑全部建在抗震设防烈度6 度以上地区。 图1 为北京国贸中心三期。 2 建筑体型、平面布置追求新奇、怪异，最为典型的是中央电视台新台址，采用巨型的倾 斜框架带悬挑6 3 m 、十三层楼高的空中悬臂框架，还有北京的当代万国城为十座高低不同的塔楼 由标高不一的大跨度走廊相连，形成体型怪异的建筑群。图2 为中央电视台新台址，图3 为北京 当代万国城。 图1 北京国贸中心三期图2 中央电视台新台址图3 北京当代万国城 3 许多境外建筑师来自非地震区，缺乏地震经验，所作的建筑方案特别不规则，类似的建 筑在日本神户地震、台湾集集地震中受到严重破坏。在中国大陆，众多已建、在建的这类建筑能 否经受大地震考验，成了一个未知数。 4 由于建筑高度、体型的特殊要求，大量采用钢一混凝土混合结构。但是对此类结构，试验 研究不够，特别是缺乏震害经验，相关设计规程的制定没有充分的依据，无法订出系统、具体的 条文，造成超限设计。 5 城市中大量的房地产开发为了追求土地利用率和建筑高容积率，结构的高度、层数严重 “突破”规范限值和适用范围，而相应的规范措施没有跟上，造成超限设计。 6 钢结构抗震设计的某些规定偏严，比美国类似结构设计保守，用钢量偏大，不利于钢结 构在我国的发展。 。 - - 4 1 7 隔震和消能减震技术的应用尚处于初级阶段，规范规定相对比较简单。在我国，由于采 用此类技术的建筑没有经过地震考验，人们缺乏认同感，加上对经济性的考虑，使隔震和消能减 震技术的推广应用发展缓慢。 3 需要解决的重点问题 1 性能设计的基本规定。包括建筑结构和附属设施的性能分类，对应的设防标准和性能 目标，对应的设计地震动参数 与地震速度和位移相关的谱加速度 、结构地震反应指标、抗震计 算分析方法 如P U S H _ O V E R 方法及弹塑性时程分析法 、地震内力调整和抗震构造措施等。 2 多维多点地震输入、竖向地震为主的效应组合。包括对高度、跨度和长度超过一定限 值 如高度2 8 m 、屋盖跨度1 2 0 m 、悬挑长度大于4 0 m 、单向长度大于3 0 0 m 等 的大跨空间结 构 门式钢架、桁架、网架、网壳或组合 提出抗震设计基本要求，在地震影响场范围内研究地 震动多点输入的有效峰值与频谱特征 时域与频域 、提供实用的地震动参数 不同场点、不同方 向的加速度、速度时程和反应谱 。 3 复杂混凝土结构、混合结构抗震设计。包括大底盘多塔、连体、带加强层、错层、特 别不规则的高层建筑结构，以及钢一混凝土 混凝土筒．钢框架 、型钢混凝土、钢管混凝土结构抗 震设计基本要求和抗震措施 总结多年来超限高层建筑抗震设防审查的经验，以及在混合结构试 验研究方面的成果 。 4 烧结砖和蒸压砖等的具体规定。包括适用高度、构件验算、构造柱设置等，底部框架 上部砌块房屋的有关计算和构造措施。 5 钢结构的内力调整和抗震构造。包括阻尼比、抗震等级的确定、地震组合内力控制与 不控制时构造措施的区别。 6 轻型钢结构的抗震设计。吸收门式刚架轻型房屋钢结构规程的有关内容。 7 框排架结构抗震设计。包括排架主厂房带侧跨框架 单层和多层 、多层框架主厂房带 顶层排架等，考虑空间作用的抗震设计基本方法和抗震措施。 8 大跨空间结构抗震设计基本要求。包括在多点、多维地震动输入条件下结构计算模型、 考虑屋盖与下部结构协同工作的计算方法和各种实用调整系数。 9 消能减震设计的具体规定和隔震设计方法改进。包括隔震设计适用范围的调整 能否 扩大到结构周期超过1 s 的高层建筑 ，除橡胶隔震垫以外的各类滑动平移转动支座的应用设计 方法和措施；消能减震设计方法的细化与改进 现行规范只有较原则的规定和采用比较粗糙的附 加阻尼方法 ，各类速度型与位移型阻尼器的适用范围与设计基本原则、控制指标。 1 0 砌体、钢筋混凝土、钢结构等抗震措施的某些不合理或很难实施的规定，需要进一步研 究后修改。 参考文献 中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 ，北京中国建筑工业出版社，2 0 0 1 中华人民共和国行业标准，“高层建筑混凝土结构技术规程J G J3 - 2 0 0 2 ，J1 8 6 2 0 0 2 ”，北京建筑工业出版社， 2 0 0 2 4 2 关于建筑抗震设计规范修订的若干设想关于建筑抗震设计规范修订的若干设想 作者王亚勇， 戴国莹 作者单位中国建筑科学研究院工程抗震研究所,北京,100013 本文链接