抗震设计精髓—— 二阶段设计如何保证小震不坏、中震可修、大震不倒- 大数跨境

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抗震设计精髓—— 二阶段设计如何保证小震不坏、中震可修、大震不倒

北京峰源结构设计

2020-03-20

导读：昨天提出了一个问题：设防烈度8度的普通民用建筑，我们平时在计算的时候是按照8度设防烈度的地震动参数进行计算的

昨天提出了一个问题：

设防烈度8度的普通民用建筑，我们平时在计算的时候是按照8度设防烈度的地震动参数进行计算的吗？

答案是否定的

先复习一下昨天讲的三水准设防目标：

1、当遭受低于本地区抗震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；

2、当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用；

3、当遭受高于本地区抗震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。

三个水准的设防目标的详细解释：

第一水准：当遭受低于本地区抗震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；

——此处的低于本地区抗震设防烈度，就是指的50年内超越概率约为63％的地震烈度，即“众值”的烈度，比基本烈度约低一度半，规范取为第一水准烈度，称为“多遇地震”，即小震；

第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用；

——此处的相当于本地区抗震设防烈度，就是指50年超越概率约10％的地震烈度，即1990中国地震区划图规定的“地震基本烈度”或中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度，规范取为第二水准烈度，称为“设防地震”，即中震；

第三水准：当遭受高于本地区抗震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。

——此处的高于本地区抗震设防烈度，就是指50年超越概率2％～3％的地震烈度，规范取为第三水准烈度，称为“罕遇地震”，就说所说的大震，当基本烈度6度时为7度强，7度时为8度强，8度时为9度弱，9度时为9度强；

二阶段设计如何保证三水准设防要求：

在进行建筑抗震设计时，应满足三水准抗震设防目标的要求，根据《建筑抗震设计规范》，我们采取的是二阶段设计方法：

1 第一阶段

承载力验算，取第一水准的地震动参数（50年内超越概率约为63％的地震烈度，即众值烈度，比基本烈度约低一度半）计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度，又满足第二水准的损坏可修的目标。

回到我们本文最初提出的问题，8度区普通民用建筑，我们平时在做设计的时候，到底是如何做的呢，地震动参数如何取值呢？

根据以上的讲解，我们肯定是取第一水准的地震动参数（50年内超越概率约为63％的地震烈度，即众值烈度，比基本烈度约低一度半）计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，也就是取比8度低1.5度即6.5度计算此8度区建筑来满足小震不坏和中震可修，即满足了前两个水准。但是具体在计算的时候是如何体现的呢？

众所周知，水平地震作用计算，最重要的就是水平地震影响系数的取值，见下表：

而与水平地震影响系数关系最大的是水平地震影响系数最大值α_max，因此，《高规》对于不同烈度给出了三个水平地震影响系数最大值α_max，8度区0.2g对应的水平地震影响系数最大值α_max分别为多遇地震（小震）0.16，设防地震（中震）0.45，罕遇地震（大震）0.90，而我们在计算8度区普通民用建筑的时候，地震动参数是取第一水准的地震动参数，也就是α_max取值为0.16，表格如下：

此表格的水平地震影响系数最大值α_max的取值就是对应我们上文提到的三水准设防目标，也就是对应众值烈度、基本烈度、大震烈度，我们在平时普通项目的计算中，水平地震影响系数最大值α_max都是直接按照多遇地震取值，也就是一阶段的设计的具体体现。

下图是众所周知的pkpm软件参数设置的内容，我们在做设计的时候，注意：

此时我们填写是8度区，水平地震影响系数最大值是0.16，此处的0.16对应的就是表格中的多遇地震，就是小震，也就是众值烈度，其实是6.5度下的地震影响系数最大值α_max，而8度的地震影响系数最大值α_max为0.45，因此，我们在做普通项目设计的时候，就是用的多遇地震，其实没有达到设防烈度下的地震动参数，通过多遇地震（小震）计算，满足小震不坏、中震可修。