抗震设防是指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施,以达到结构抗震的效果和目的。
工程抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下,最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏,保障人民生命财产的安全。为了实现这一目的,许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为建筑抗震设计的基本准则。
我国对小震、中震、大震规定了具体的超越概率水准。根据对我国几个主要地震区的地震危险性分析结果,认为我国地震烈度I的概率分布基本上符合于极值Ⅲ型分布,其概率密度函数的基本形式为
式中:k——形状参数,取决于一个地区的地震背景的复杂性;
ω——地震烈度上限值,取ω=12;
ε——烈度概率密度曲线上峰值所对应的强度。
地震烈度概率密度函数曲线的基本形状如图1-21所示,其具体形状参数取决于设定的分析年限和具体地点。从概率意义上说,小震就是发生机会较多的地震。根据分析,当分析年限取为50年时,上述概率密度曲线的峰值烈度所对应的超越概率为63.2%,因此,可以将这一峰值烈度定义为小震烈度,又称为多遇地震烈度。而全国地震区划图所规定的各地的基本烈度,可取为中震对应的烈度,它在50年内的超越概率一般为10%。大震是罕遇的地震,它所对应的地震烈度在50年内超越概率为2%左右,这个烈度又可称为罕遇地震烈度。通过对我国45个城镇的地震危险性分析结果的统计分析得到:基本烈度较多遇烈度约高1.55度,而较罕遇烈度约低1度。
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图1-21 地震烈度概率密度函数曲线
对应于前述设计准则,我国《建筑抗震设计规范》明确提出了3个水准的抗震设防目标。
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进行修理可继续使用。
第二水准:当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用。
第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
使用功能或其他方面有专门要求的建筑,当采用抗震性能化设计时,具有更具体或更高的抗震设防目标。
在一般情况下,抗震设防烈度采用基本烈度,但对进行过抗震设防区划工作并经主管部门批准的城市,按批准的抗震设防区划确立设防烈度或设计地震动参数。我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)对我国主要城镇中心地区的抗震设防烈度、设计地震加速度值给出了具体规定(附录A)。在这些规定中,还同时指出了所在城镇的设计地震分组,这主要是为了反映潜在震源远近的影响。这一划分对地震作用的计算更为细致。
我国采取6度起设防的方针。即《建筑抗震设计规范》适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑工程的抗震设计以及隔震、消能减震设计,并提供了抗震性能化设计的基本方法。抗震设防烈度大于9度地区的建筑和行业有特殊要求的工业建筑,其抗震设计应按有关专门规定执行。
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