[分享]中国为什么采用“小震”进行抗震设计

众所周知，我国采用的抗震设计思想与国际上普遍接受的抗震设计思想一致，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，但是具体到量化水平地震力时，各国之间又存在或多或少的差异，有按照“小震”（也就是众值烈度）进行设计的，也有按照“中震”（也就是设防烈度）进行设计的。我国自89版抗震设计规范实施以来，都是采用小震来计算构件的内力和弹性位移，并进行变形验算，按照延性和耗能的要求进行截面配筋和构造设计。也就是说，虽然采用小震计算，但是结构还是要实现上述提到的“三水准”设防目标。那我国89规范以来为什么要采用小震进行设计呢？2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

1. 强度与延性2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

延性的概念对于抗震设计的重要性不言而喻，是近百年抗震研究的核心问题之一。抗震设计不仅仅要满足强度要求（承载力），而且必须要满足延性的要求（变形）。那么我们回归到地震力的计算，写一个大家比较熟悉的规范里面的公式，那就是2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

地震力F=G（重量）×（地震影响系数）2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

也就是说，我们可以按照以上的公式去计算不同的地震水准下的所需要的承载力，从而将结构设计为弹性。但是这种设计没有实际意义，除了少数特殊功能的结构需要达到这种要求外，谁也不愿意整天住在碉堡里。但是若能采用延性的概念，这个矛盾就可以很好地解决。当结构达到屈服承载力时，变形继续增加而承载力保持不变，继续变形可以使结构达到极限位移，在这个过程中因为延性（耗能）而实现了结构的抗震要求，如图1所示。也就是说，如果结构有足够的延性，那么我们可以采用较小的地震力（强度折减）去进行抗震设计（当μ=8时，只需要按照C点的强度设计即可）。2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

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图1 延性与强度的关系2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

2. 当前规范中小震设计隐含的概念2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

国外的设计方法中大多针对不同的结构体系都有不同的延性值的规定，但是当前我国规范中并没有具体延性值的要求，而是将这个强度折减的系数“隐藏”了。我们曾经的78规范是按照中震设计，有一个结构影响系数C的概念，不同的结构体系C值不同，实际上就是强度折减的概念，表示对结构一个总体的延性要求，比如当时钢筋混凝土框架C值取0.3，钢框架取0.25。但是在89规范中，把这个C值取消了，地震力的计算公式也就变成了上文提到的公式，但是实际上公式中隐含了C=0.35这么一个量值，也就是说当前我国的结构设计中，所有的结构体系其强度折减系数统一取值为1/0.35=2.86，这个折减是小震与中震之间的强度折减，与结构类型无关、周期和延性等特性无关（这也是这一系数的弊端）。比如7度设防地区（0.1g）时程分析的地震加速度峰值：小震为0.35 m/s2，中震为1 m/s2。至于其对应的小震的地震影响系数最大值为啥是0.08，此处不解释了，如果不懂那就要查资料了。2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

从以上分析也可以看出，实际上不管规范中采用小震设计还是中震设计，其本质思想都是一种延性设计方法，并不是说采用小震设计就降低了结构的承载力。但是89规范中取消强度折减系数的概念并不可取，没有让人们直观地意识到结构延性与强度之前的关系，而我们的抗震教材中也恰恰没有明确解释这一概念，容易造成直观概念的误解。比如我们在结构设计中经常会遇到这么一个问题，就是抗风与抗震谁起控制的问题。就如之前提到的香港地区的抗震问题一样，没有足够的抗震措施和延性保证，如果采用小震输入和风荷载判断谁大谁小，谈风荷载比地震作用强，那就是典型的概念错误。也可以这样理解，我们当前采用的设计方法实际上就是强度折减系数统一取0.35的中震设计。2dA七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

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