抗震设防的概念与设计思路

5　抗震设防的概念与设计思路

50年代原国家建工部虽提出建构筑物的设计要考虑抗震设防措施，但当时我国大陆发震率不高，对地震的认识和重视不足，更少研究。由于地震灾害血的教训，建筑科技的日趋发展，国内外地震学科的研究和重视，抗震构造从经验设计提高到理论探讨，使建筑物的结构抗震达到一个新的水平。抗震设防、抗震加固无一不是对建筑物、结构构件的空间整体性、刚度、强度、稳定性和建筑物结构可靠度的提高。

地震作用力区别于恒、活、风、雪等一般荷载的显著特点，是因其间接性、复杂性、随机性和耦连性，使结构抗震设计与数值计算有许多不同于非抗震设计的处理方法和手段。地震作用是由于地面强烈震动，使结构或构件产生巨大的加速度而形成的一种间接作用，其中包括水平和竖向地震力的共同作用，并非直接施加于结构或构件的惯性力“荷载”作用，所以它是一种间接的作用力。

我国的房屋建筑采用三水准抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在小震作用下，房屋应该不需要修理仍可以继续使用；在中震作用下，允许结构局部进入屈服阶段，经过一般修理仍可继续使用；在大震作用下，构件可能严重屈服，结构破坏，但是房屋不应该倒塌、不应该出现危及生命安全的严重破坏。也就是说，抗震设计要同时达到多层次的要求。

抗震设防目标和要求，是根据一个国家的经济力量、科学技术水平、建筑材料和设计、施工现状等综合制订的，并会随着经济和科学水平的发展而改变。

为了实现三水准抗震设防目标，抗震设计采用两阶段方法。

第一阶段为结构设计阶段。在初步设计及技术设计时，就要按有利于抗震的做法去确定结构方案和结构布置，然后进行抗震计算及抗震构造设计。在这阶段，用相应于该地区设防烈度的小震作用计算结构的弹性位移和构件内力，并进行截面配筋及构造设计，采取相应的抗震构造措施。虽然只用小震进行计算，但是结构的方案、布置、构件设计及配筋构造都是以三水准设防为目标，也就是说，经过第一阶段设计，结构应该实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目标。

第二阶段为验算阶段。一些重要或者特殊的结构，经过第一阶段设计后，要用与该地区设防烈度相应的大震作用进行弹塑性验算，以检验是否达到了大震不倒的目标。大震作用下，结构必定已经进入弹塑性状态，因此要考虑构件的弹塑性性能。如果大震作用下的层间变形超过允许值，则应该修改结构设计，直到层间变形满足要求为止。如果存在薄弱层，可能造成严重破坏，则应视其部位及可能出现的后果进行处理，采取相应改进措施。