建筑抗震設計中地震作用取值問題分析

李金香 李廣亞

摘要：建筑物設計中都有關于抗震設計的內容，地震作用的取值需要不斷的深入研究。不同建筑抗震設計不同，多震地區(qū)與罕見地震的作用變化以及取值等方面都具有顯著的不同，罕見地震的破獲作用非常大，需要加強建筑抗震設計的地震取值。本文主要研究抗震設計公式以及不同設計條件的取值問題，供讀者參考。

關鍵詞：地震設計；取值；分析

我國屬于地震的高發(fā)地區(qū)，嚴重威脅人們的生命財產安全，同時也影響正常的社會活動。因此在進行建筑物的設計中，需要進行抗震結構分析，以便抵抗地震災害對人們生活的影響。對建筑物進行抗震設計能夠最大限度的減輕地震對建筑物的破壞，保證人們以及生命財產的安全。進行抗震設計的依據(jù)是地震的參數(shù)，確定地震烈度和參數(shù)是進行減震設計的前提條件，直接影響抗震的經濟性和安全性。

1 建筑抗震設計概述

目前，抗震設計的的規(guī)范中規(guī)定了建筑抗震作用是按照設計的標準期為50年。結合抗震建筑的重要性和用戶的需要合理的確定使用年限以及相應的設計標準。建筑中的辦公大樓以及城市廣場等他們的設計使用年限就比50年要長，同時設計中還需要考慮罕見地震的作用，隨著經濟水平的發(fā)展，建筑的類型逐漸增多，對住房的使用年限以及抗震等級的等方面的要求逐漸增多，要求建筑生要更新使用期，同時對地震的烈度需要進行有效的調整。這樣確定地震的取值將成為目前需要解決的問題，結合這些內容，需要了解抗震等級的公式，以便提高對抗震設計中地震作用的取值。不同的公式代表的不同的設計方式，但是關于抗震設公式主要一下幾種類型。

第一， （1）其中重建期為Tj年的地震烈度在T=50年內超過的概率值。

第二， （2）是指抗震烈度為I所對應的地震地面的運動加速度。

第三， （3） 設計基準期為Tj年內，超過概率為3%—2%的烈度地震重建期。

第四， （4），屬于50年內發(fā)生地震烈度I的概率分布值。

第五， （5）屬于50年的超越概率所相應的地震烈度，其中式中的ω為地震烈度的上限值，ω=12：Iε屬于概率密度的分布眾值。要求比50年超越的概率都低于1.55度，其中K為分布的參數(shù)，可以從特定的列表中查出其中的數(shù)值。

2 地震作用確定的原則

地震作用參數(shù)中防裂與地震參數(shù)存在一定的換算關系，需要直接設計防裂度數(shù)值來保證現(xiàn)建筑物所遭受的地震作用程度，在設計的使用年限內，對于場地的防烈度的超越概率，與平均發(fā)生的概率以及重現(xiàn)期之間存在一定的關系。隨著建筑物使用年限的增長，后續(xù)的使用年限在逐漸的減少，對于現(xiàn)有的建筑結構和使用年限內地震的作用確定通?？梢园凑找韵聨追矫嬖O計防震的烈度。那么總結抗震設計中地震作用的原則主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，等設防裂度的原則，對沒有超過使用年限的建筑物在后續(xù)的使用年限中計算抗震作用；第二，等超概率的原則，在現(xiàn)有的建筑物后續(xù)服役期內保持相同的防裂度，目標是為了維持相同的地震風險水平，但是隨著結構以及使用時間的變化，也會引起不同的防烈度的變化；第三，等重原則，指建筑物在相同的年限中，對應的不同的防震烈度，依據(jù)不同的公式得到的計算結果也不同。

2 關于多遇地震的取值

筆者分析了很多關于這方面的資料，總結其中的研究結果可以發(fā)現(xiàn)，在一些多發(fā)的地震的區(qū)域，不同的設計基準期的地震的取值，需要重現(xiàn)期等于設計基準期。在設計的時候要注意這方面的問題，在設計中需要把不同的設計基準數(shù)值以及峰值烈度等方面的內容換算成50年期限內的超越概率。通過公示進行計算能夠得出50年內的地震烈度，得出的地震面加速度值為A，從這方面出發(fā)，在設計一些大型的城市別墅的時候可以按照抗震烈度為7度進行設計。當設計中基礎期為65年或者80年的時候，多遇地震等級和取值水平的計算過程和數(shù)值為以下的內容。

（1） 在多遇地震的作用下，重現(xiàn)期以便都為地震的設計基準期，當基準期Tj=65年的時候能夠得出 P（ I≥iε|T ） = 0. 536 6。這個數(shù)值的意義在于，當重建期為65年的時候地震的烈度在50年內超越的概率為53.66%。其中相應的地震烈度I=5.63度。通過抄表可以得到相關K的數(shù)值為6.8713.對應的地面運動的加速度為A=39cm/s2.

當基準年限為80年的時候，P（ I≥ i|T ）的數(shù)值為0.4647.這個數(shù)值的意義是當重建期為80年的時候，地震的烈度在50年內超越的概率為46.47%，其中相應的數(shù)值為Fm（ I ）= 0.5353， I= 5.88度， A = 46cm/s2。結合這些計算內容以及兩組計算的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)對于城市別墅的設計，如果設計的基準期不同，地震烈度以及加速度的數(shù)值都不同。在其他條件都相同的條件下，如果設計的基準長，建筑物的地震烈度以及抗震設計的數(shù)值取值就相對要大，對建筑物的構建以及鋼度和強度等方面的要求也很高，需要注意的是，在進行多遇地震的設計和計算的時候，設計的基準去和重現(xiàn)期需要弄清楚這一點才能直接計算出地震的取值。

3 罕見地震取值分析

所謂的罕見地震屬于強度很大的地震，在設計基準期的時候基準期的概率一般都設置在3%—2%的地震烈度。不同設計基準期內，超越的概率一般都超過了3%—2%。其中重現(xiàn)期在設計的過程中也不容，規(guī)范中遇見罕見的地震取值設計的基準期一般都在50年內，超過的概率為3%-2%的地震烈度。

和上文中涉及的基準期一樣，分別為65年和80年兩個時間段，其他的設計條件也不變，分析建筑物與地震的取值和水平以及地震的加速度都會產生一定的變化，當出現(xiàn)罕見的地震的時候，設計的基準期為65年的時候，按照超越的概率進行計算。對于超越概率的取值是按照2%進行考慮，建筑物重建期為3217年。其中重建期內的地震烈度在50年內的相應數(shù)值的概率為：

P（I ≥ ＼i|T ）= 0. 015 4。在50年內超越的概率值以及相應的地震烈度為：I=8.44度。相應的地震地面運動東的加速度值一般都設置為271cm/s2.在罕見地震的作用下，當設計的基準期為80年的時候，TK的數(shù)值為3960年。在50年內相應的超越概率為：P（ I ≥i| T ）= 0. 01255，計算對應的地震烈度為8.53度，對應的地面運動的加速度A=289cm/s2。在罕見地震的作用下，設計基準期不容，那么地震的烈度以及加速度在數(shù)值都不同，設計的基準期越長，地震的加速度的數(shù)值就越高，這一點和多遇地震的作用相同。結合城市別墅在多遇地震和罕見地震的作用下，罕遇地震的作用破壞性要很大，所以要注意設計罕遇地震的作用情況，設計的基準數(shù)值超越一定的概率的時候，以便取值都在3%—2%之間，這種數(shù)值的在重現(xiàn)期內的地震烈度中50年內以超越的概率值都屬于不同的概念，兩者不能相互混淆。

結束語：

結合上文中敘述的內容，設計的基準期和重現(xiàn)期內超越的概率與重現(xiàn)期內50年的超越概率屬于不同的概念，設計的地震作用的取值也不同。地震作用的取值會隨著基準值變化而產生不斷的變化，罕遇地震的破壞程度與多遇地震的破壞程度要大很多，因此需要結合各個地區(qū)的特點設計抗震作用取值。

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