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中欧建筑结构抗震设计规范对比

宋阳  
【摘要】:地震对一个国家破坏是很难用金钱来衡量的,中国是一个受地震灾害非常严重的国家。历史上,地震给我们国家的人民带来了巨大的损失。中国地震有分布面积广,震中分散的特性,对于地震的预测,世界上目前没有很有效的方法,减少地震损失的最有效的方法是对地震灾害的预防上面做工作。为了达到这个目标,不同的国家也作出了不同的研究,采取了不同的方法和措施。 中国的地震研究有其历史渊源和发展,很长一段时间以来,我国的抗震设防水平较低。而规范发展是一个融合的过程和参考研究分不开,随着中国的改革开放,特别是在中国加入世界贸易组织之后,我国越来越多的与外界的合作,中外建筑抗震设计规范的差异和结构抗震设计的实际效果受到关注,研究这些差异和影响是必要的,这些差异研究为发现和挖掘问题具有实际的工程意义。同时,研究中欧抗震规范对比,对于改进和完善我国抗震规范,保证人民财产和生命的安全,构建和谐社会,具有重要的理论和社会意义。 同时,通过对中欧两国建筑结构抗震规范的一些比较分析,可以给我国从事工程抗震事业的人员提供一些参考。 本文通过文献研究与算例对比的研究方法,来理清条款进而对比两个规范的不同,在建筑结构抗震设计规范发展演变、抗震设防水准与设防目标、设计方法场地分类方面主要运用文献研究的方法进行对比,以表格和图表的形式列出不同,在判别砂粉土液化与地震作用静力计算方法上的对比主要用算例对比的形式进行研究,这样更形象更具说服力。 本文研究的主要内容有以下这几个方面: (1)抗震设防水准与设防目标、抗震设计方法的验算和结构的规则性。研究发现,EC8抗震设防把经济利益也考虑在内,值得我国GB50011-2010学习。在“限制破坏要求”水准,EC8设防水准比我国GB50011-2010规范小震设防水准高。设计方法验算方面,GB50011-2010在小震水准下进行结构设计,EC8规范是在“设防地震”水准(对应我国中震)进行结构设计的。GB50011-2010认为在小震下结构处于完全弹性,前后有不协调的地方;EC8地震作用、内力分析和结构截面强度设计都假定结构处于塑性状态,前后协调一致。GB50011-2010和EC8分别给出的是多遇和罕遇地震作用下和重现期95年下结构不坏的位移角限值。在结构规则性方面,中国规范和欧洲规范分别是从结构不规则与结构规则性角度进行衡量的。EC8给出的是结构平面和竖向规则性的标准,中国规范虽与之不同但还是有一些相同点。 (2)中欧抗震规范对场地类别划分、砂(粉)土液化的规定。研究发现,我国抗震规范定义的场地类别,I分为两个亚类,共有I0、I1、II、III、IV五类,影响它们的因素有地基承载力特征值、场地覆盖层厚度、土层剪切波速;而EN1998-1场地类型有七类,包括S1、S2,S1是高塑性粘土,S2是可液化土、敏感的粘土,影响的因素有标准贯入试验的锤击数、土层剪切波速、土的不排水剪切强度,比较看来,欧洲范场地类别划分更细。中欧抗震规范地震液化判别的基本原理均是在相同的基础上,即seed简化判别法,但在考虑上覆有效应力' v、实测标贯击数N、地震作用的影响方面考虑方式的不同。 (3)抗震设计规范反应谱和计算方法。研究发现,两本规范的设计反应谱基本相同,参数有一定的差异。对于计算方法(基底剪力法),GB50011-2010计算出的值较大,EC8较小。对于多质点结构,GB50011-2010引入了一个0.85的折减系数,欧洲规范未作折减,同时,中欧各层水平地震作用的分配方式也不同。 (4)基于底部剪力法的RC框架地震作用比较,对于选定钢筋混凝土框架模型,中国与欧洲结构基底剪力相差不大。随场地越来越软,中国规范框架基底剪力不断提高,欧洲规范则曲折上升。中国规范场地不影响其平台段峰值,仅影响反应谱的特征周期,欧洲规范与之不同,场地影响反应谱拐点周期与反应谱平台段峰值。随着烈度的提高,中国规范RC框架基底剪力升高速度比欧洲规范快,且楼层地震力相差不大。随着场地越来越软,中国规范计算的楼层地震力逐渐超越欧洲,随着烈度的提高,中国规范的楼层地震力增大速度比欧洲规范快。


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