抗震設防

抗震設防簡單地說，就是為達到抗震效果，在工程建設時對建築物進行抗震設計並採取抗震措施。抗震措施是指除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容，包括抗震構造措施。《建築抗震設計規範》規定，抗震設防烈度在6度及以上地區的建築，必須進行抗震設防。

基本介紹

• 中文名：抗震設防
• 依據：抗震設防烈度
• 基本思想：小震不壞；中震可修；大震不倒
• 設防分類：甲乙丙丁；多數建築屬於丙類
• 根據：建築抗震設計規範

簡介

《建築抗震設計規範》規定，抗震設防烈度在6度及以上地區的建築，必須進行抗震設防。

抗震設防通常通過三個環節來達到：確定抗震設防要求，即確定建築物必須達到的抗禦地震災害的能力；抗震設計，採取基礎、結構等抗震措施，達到抗震設防要求；抗震施工，嚴格按照抗震設計施工，保證建築質量。上述三個環節是相輔相成密不可分的，都必須認真進行。

抗震設防

要求

抗震設防要求是指經國務院地震行政主管部門制定或審定的，對建設工程制定的必須達到的抗禦地震破壞的準則和技術指標。它是在綜合考慮地震環境、建設工程的重要程度、允許的風險水平及要達到的安全目標和國家經濟承受能力等因素的基礎上確定的，主要以地震烈度或地震動數表述，新建、擴建、改建建設工程所應達到的抗禦地震破壞的準則和技術指標。

抗震設防要求

分類

分類因素

建築抗震設防類別劃分，應根據下列因素的綜合分析確定：

1.建築破壞造成的人員傷亡、直接和間接經濟損失及社會影響的大小。

2.城鎮的大小、行業的特點、工礦企業的規模。

3.建築使用功能失效後，對全局的影響範圍大小、抗震救災影響及恢復的難易程度。

4.建築各區段的重要性有顯著不同時，可按區段劃分抗震設防類別。下部區段的類別不應低於上部區段。

5.不同行業的相同建築，當所處地位及地震破壞所產生的後果和影響不同時，其抗震設防類別可不相同。

註：區段指由防震縫分開的結構單元、平面內使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。

分類

建築工程應分為以下四個抗震設防類別：

1.特殊設防類：指使用上有特殊設施，涉及國家公共安全的重大建築工程和地震時可能發生嚴重次生災害等特別重大災害後果，需要進行特殊設防的建築。簡稱甲類。

2.重點設防類：指地震時使用功能不能中斷或需儘快恢復的生命線相關建築，以及地震時可能導致大量人員傷亡等重大災害後果，需要提高設防標準的建築。簡稱乙類。

3.標準設防類：指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設防的建築。簡稱丙類。

4.適度設防類：指使用上人員稀少且震損不致產生次生災害，允許在一定條件下適度降低要求的建築。簡稱丁類。

標準

各抗震設防類別建築的抗震設防標準，應符合下列要求：

1.標準設防類，應按本地區抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用，達到在遭遇高於當地抗震設防烈度的預估罕遇地震影響時不致倒塌或發生危及生命安全的嚴重破壞的抗震設防目標。

2.重點設防類，應按高於本地區抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求採取抗震措施；地基基礎的抗震措施，應符合有關規定。同時，應按本地區抗震設防烈度確定其地震作用。

3.特殊設防類，應按高於本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施；但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求採取抗震措施。同時，應按批准的地震安全性評價的結果且高於本地區抗震設防烈度的要求確定其地震作用。

4.適度設防類，允許比本地區抗震設防烈度的要求適當降低其抗震措施，但抗震設防烈度為6度時不應降低。一般情況下，仍應按本地區抗震設防烈度確定其地震作用。

註：對於劃為重點設防類而規模很小的工業建築，當改用抗震性能較好的材料且符合抗震設計規範對結構體系的要求時，允許按標準設防類設防。

目標

抗震設防目標是指建築結構遭遇不同水準的地震影響時，對結構、構件、使用功能、設備的損壞程度及人身安全的總要求。建築設防目標要求建築物在使用期間，對不同頻率和強度的地震，應具有不同的抵抗能力，對一般較小的地震，發生的可能性大，故又稱多遇地震，這時要求結構不受損壞，在技術上和經濟上都可以做到；而對於罕遇的強烈地震，由於發生的可能性小，但地震作用大，在此強震作用下要保證結構完全不損壞，技術難度大，經濟投入也大，是不合算的，這時若允許有所損壞，但不倒塌，則將是經濟合理的。因此，中國的《建築抗震設計規範》中根據這些原則將抗震目標與三種烈度相應，分為三個水準，具體描述為：

第一水準

當遭受低於本地區抗震設防烈度的多遇地震（或稱小震）影響時，建築物—般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。

第二水準

當遭受本地區規定設防烈度的地震（或稱中震）影響時，建築物可能產生一定的損壞，經一般修理或不需修理仍可繼續使用。

第三水準

當遭受高於本地區規定設防烈度的預估的罕遇地震（或稱大震）影響時，建築可能產生重大破壞，但不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。通常將其概括為：“小震不壞，中震可修、大震不倒”。

地震設防標準由丙類提升為乙類

結構物在強烈地震中不損壞是不可能的，抗震設防的底線是建築物不倒塌，只要不倒塌就可以大大減少生命財產的損失，減輕災害。一般，在設防烈度小於6度地區，地震作用對建築物的損壞程度較小，可不予考慮抗震設防，在9度以上地區，即使採取很多措施，仍難以保證安全，故在抗震設防烈度大於9度地區的抗震設計應按有關專門規定執行。所以《建築抗震設計規範》適用於6～9度地區。

抗震設計方法

《建築抗震設計規範》採用二階段設計方法實現上述三個水準的設防要求：

第—階段設計是（小震不壞）按小震作用效應和其他荷載效應的基本組合驗算結構構件的承載能力，以及在小震作用下驗算結構的彈性變形。具體的說是在方案布置符合抗震設計原則的前提下，以眾值烈度（小震）下的地震作用值作為設防指標，假定結構和構件處於彈性工作狀態，計算結構的地震作用效應（內力和變形），驗算結構構件抗震承載力，並採取必要的抗震措施。這樣既滿足了在第—水準下具有必要的承載力（小震不壞），同時又滿足了第二水準的設防要求（損壞可修）。另外，對於框架結構和框架——剪力牆結構等較柔的結構，還要驗算眾值烈度下的彈性間層位移，以控制其側向變形在小震作用下不致過大。對大多數的結構，可只進行第一階段設計，而通過概念設計和抗震構造措施來滿足第三水準的設計要求。

第二階段設計是（中震可修）彈塑性變形驗算，對特殊要求的建築和地震時易倒塌的結構，除進行第一階段設計外，還要按大震作用時進行薄弱部位的彈塑性層間變形驗算和採取相應的構造措施，實現第三水準（大震不倒）的設防要求。首先是要根據實際設計截面尋找結構的薄弱層或薄弱部位（層間位移較大的樓層或首先屈服的部位），然後計算和控制其在大震作用下的彈塑性層間位移，並採取提高結構變形能力的構造措施，達到大震不倒的目的。

（其中，上面提到的小震、基本烈度、大震之間的大致關係為：小震比基本烈度低1.55度；大震比基本烈度高1度左右。）

抗震設計參數

烈度與加速度都是描述地震作用下地面震動或影響的標量，但在工程抗震設防中的作用卻各不相同。它們類似於佳肴製作中的鹽與糖。各種佳肴均離不開鹽，但未必需要糖；即便是以糖為主要佐料的甜食，如果稍加一點點鹽，則味道會更美好。它們之間可以互為補充，卻不能相互代替。本文擬通過相關問題的論述，希望有助於科學地看待安評工作中烈度與加速度的結果。

抗震設計離不開烈度

當前，我國的抗震設計仍然是以概念設計為主。只有少數工程結構才使用抗震驗算或模型實驗等輔助設計手段。在概念設計中的抗震措施要求，是根據國內外震害經驗的總結而規定的。所以，我國現行的各抗震設計規範大都是以“設防烈度”或“設計烈度”為依據的。特別是地基處理、選材選型和結構抗震措施等，均要求按烈度分檔進行設計。就是在大型水利樞紐工程或核電廠的地安評工作中，甲方也都要求有“地震基本烈度覆核”的內容。在《核電廠抗震設計規範》（GB50267-79，P12）中還規定，對安全殼等結構和構件的抗震措施，應符合現行國家標準《建築抗震設計規範》對Ⅸ度抗震設防時的有關要求。可以說，當今中國的抗震設計還離不開烈度，只有少數需要進行抗震驗算或模型實驗的工程才用到加速度。

烈度與地面運動參數之間的關係

烈度與地面運動參數之間的關係是複雜的，還未找到由加速度換算烈度的科學依據。在《中國地震烈度表》（GB/T17742-99）中所列的地面運動強度標誌，包括了水平加速度峰值和水平速度峰值。在相應的宣貫教材（P72~75）中，對該標誌的依據和含義做了論述，尤其強調了“平均值”的重要性。且該標誌只是綜合評定烈度的依據之一，既不是“必要”依據，也不是“充分”依據。

世界上一些早期的烈度表，也曾把等價的地面加速度峰值作為烈度表的一部分。但在上世紀中後期的廣泛討論中（國外地震，1975.5,P5~24），相當一致的意見認為，烈度的定量標準應該全面反應地震的強度、頻譜和持時，並對單純以地面加速度峰值評定烈度持否定態度。因而在新的《歐洲地震烈度表》（1992）中，就刪去了這部分內容。他們認為，烈度與地面運動參數之間不能以簡單的關係來表述。同樣有證據說明，地面加速度不是影響烈度的非常重要的參數。因此，不再把地面運動參數（如加速度）包括到烈度表中來。

超限高層建築工程抗震設防專項審查技術要點

越來越多的觀測資料表明，相同烈度下的地面運動強度數據有很大的離散性，上下限的數值可以相差幾倍到幾十倍，顯示出烈度與地面運動強度之間的相關性甚小，其關係複雜。胡聿賢院士在他著的《地震工程學》（P184～189）中，也曾論述過烈度同地面運動強度之間的複雜關係，指出了在考慮烈度同加速度峰值之間的關係時，至少還應考慮震級的因素。對同一烈度，由於震級的不同，加速度可以在一個數量級之間變化。正是由於這種複雜關係的存在，導致了在地震烈度與地面運動強度之間難以建立簡單的對應關係。在《地震工程學》（P191~192）中，專門論述了分別以烈度為自變數和以地面加速度峰值為自變數所得的統計關係式差別很大。如若從烈度Ⅷ度推算的加速度峰值為0.25g；而從0.25g推算的烈度卻為Ⅵ度強（6.7度）。人們無法接受這種差異。很顯然，胡聿賢院士在十年前就已告誡我們，即使建立了地震烈度同加速度峰值之間的某種對應關係，並不能說明加速度峰值同烈度之間存在類似的對應關係。

合理看待烈度與加速度結果之間的變異性差異

安評結果實質上是對場地在未來工程壽期內可能遭遇的地震風險性所作的估計。這種估計是建立在現有資料和科學認識水平上的。安評結果的科學性，首先是指可重複性和唯一性。一樣的資料和分析方法，不同安評單位應該得到相同的結果。然而，由於資料的不完備和認識水平的局限性，安評結果的不確定性是在所難免的。這種不確定性的大小，可以用變異係數（方差與均值之比值）來描述。

潘華在博士論文《機率地震危險性分析中參數不確定性研究》中得到：①由於地震統計區的不確定性，在華北地區造成場點烈度變異係數均值為0.04,最大達0.11；基岩PGA變異係數均值近0.3,最大值超過0.85。②地震活動性參數的不確定性影響，烈度變異係數均值為0.031；PGA的變異係數均值達0.18。

該論文僅從地震統計區和地震活動性參數的不確定性，論述了烈度和加速度峰值結果的變異係數差別。如果再綜合考慮潛在震源區、地震震源深度、衰減關係以及場地土層地震動力反應分析的不確定性，其差別會更加明顯。

不應簡單地用加速度峰值換算烈度

將《中國地震動參數區劃圖》中的加速度分區等效為基本烈度的規定，並不意味著可以由加速度峰值去換算烈度在國家標準GB18306-2001的提示性附錄D中指出：“當涉及地基處理、構造措施或其他防震減災措施時，地震基本烈度數值可由本標準查取地震動峰值加速度並按表D1確定，也可根據需要做更細緻的劃分”。其表D1給出了地震動峰值加速度分區與地震基本烈度對照表。在相應的宣貫教材中，未對表D1的科學依據和如何進行“更細緻的劃分”作說明，暫且將表D1解釋為“政策性”的規定。從相應的宣貫教材可知，編制地震動參數區劃圖的數據，是由五套潛在震源區和地震活動性參數的計算結果為基礎，考慮到參數不確定影響和與《中國地震烈度區劃圖（1990）》的過渡，對計算結果進行加權綜合，得到每個格點“基岩”場地50年超越機率10%水平下的EPA和EPV值（P62）；在分區時還考慮了與抗震設計規範的銜接等因素（P90）。所以，地震動參數區劃圖可以理解為加權平均結果。

但是，除極少數Ⅰ級安評工作系採用多方案數據組合的平均值結果為評價依據外，絕大多數安評工作都只是一組數據的結果。由於地震統計區、潛在震源區、地震活動性參數、衰減關係，以及場地土層地震動力反應分析等方面的不確定性，可以用若干個數據組合方案來描述，且不存在唯一正確的方案。因此，採用一組數據方案所得的結果，不可能作為“平均值”看待，也就很難用安評所得的加速度峰值去等效烈度。

綜上所述，烈度與加速度在工程抗震設防中的作用不同，其變異性差別也很顯著。它們之間是互為補充的關係，絕非相互包容或排斥的關係。作為工程建設部門，選用變異係數較小的標量為主要設防依據是合情合理的。因此，安評工作應當根據抗震設防的實際需求來決定結果的表述形式。就像佳肴製作中的鹽與糖，萬不可混用。

新華網北京8月9日電 住房城鄉建設部9日發布《農村危房改造抗震安全基本要求（試行）》。該基本要求適用於抗震設防烈度為6、7、8度地區重建和新建一、二層農村危改房的抗震設計與施工。

對於非抗震設防地區農村危改房，也應參照該基本要求並按6度設防標準採取相應的抗震構造措施。對於9度設防地區的農村危改房建設，其抗震構造措施則應高於該基本要求的標準。

農村危改房是指列入農村危房改造建設計畫並得到政府建房補助的農戶的主要居住用房，不包括農戶生產、生活輔助用房。對列入農村危房改造建設計畫的農戶主要居住用房，按有關規定評定為整體危房的，應拆除重建；評定為局部危險的，應維修加固。

按《農村危房改造抗震安全基本要求（試行）》進行抗震設計的農村危改房，其基本抗震設防目標是：當遭受低於本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時，一般不需修理或經簡單修理可繼續使用；當遭受相當於本地區抗震設防烈度的地震影響時，主體結構不致嚴重破壞，圍護結構不發生大面積倒塌。

住房城鄉建設部要求各地，凡享受各級政府農村危房改造資金補助農戶實施住房重建或新建的，必須嚴格執行抗震要求有關規定。縣級住房城鄉建設部門和鄉鎮政府村鎮建設管理員要按照抗震要求，加強對農村危房改造房屋設計、施工等環節的指導與監督。所有申請資金補助的項目須經抗震安全檢查合格後，方可撥付全額補助資金。