单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,中美抗震规范的比较与转换,中美抗震规范的比较与转换,设备室：蒋小文,2013,年,10,月,第一部分 地震规范基本概念介绍,中美,地震规范,建（构）筑物设防类别（或风险级别）,场地土类别,延性系数,设防目标（包括重现期）,地震分组（震源类型）,周期,地震烈度（地震分区）,地震动参数区划图（地震分区图）,反应谱曲线,地震作用设计方法,第一部分 地震规范基本概念介绍,中美,地震规范,规范,项目,国标,美国规范,欧洲规范,Standard,Code,ASCE7,NBC,SBC,UBC,IBC,Eurocode 8,最新版,GB50011-2010,建筑抗震设计规范,ASCE 7-2010,Minimum Design Loads for buildings and other Structures,（国家指导性）,The BOCA National Building Code,（地方性，基于,ASCE7,编制）,Standard Building Code,（地方性，基于,ASCE7,编制）,Uniform Building Code,UBC-1997,（地方性）,International Building Code,IBC-2009,统一了,NBC,，,SBC,，,UBC,Eurocodes PrEN1998,（目前世界上真正意义上的按性能设计的规范,PBSD(performance-based seismic design),历年版本,TJ 11-74,TJ 11-78,GBJ 11-89,GB50011-2001,GB50011-2010,ASCE-88,ASCE-93,ASCE-95,ASCE7-98,ASCE7-02/05,ASCE7-2010,UBC-1997,IBC-2000,IBC-2003,IBC-2006,IBC-2009,配套规范,GB 50223-2008,建筑工程抗震设防分类标准,GB18306-2001,中国地震动参数区划图,适用区域,全中国,全美国,美国的东北部,美国的东南部,美国的西部,全美国,2010,年后（全欧洲）,出版机构,住建部,美国土木工程师学会,国际建筑公务员委员会和法规管理机构,(BOCA),国际南方建筑法规委员会,国际建筑公务员委员会,国际规范委员会,欧洲标准委员会,第一部分 地震规范基本概念介绍,建（构）筑物设防类别（或风险级别）,标准,类别,GB50011,UBC,IBC/ASCE7,甲类,使用经批准的地震安全性评价的结果且高于本地区的设防烈度,重要设施,1.25,IV,1.500,乙类,不变,危险设施,1.25,III,1.25,丙类,不变,特殊建构筑物,1.00,II,1.00,丁类,不变,标准建构筑物,1.00,I,1.00,其它结构物,1.00,*,结论：,对于石油化工装置直立设备，在抗震设计时，如采用中国规范，按标准设防类（丙类考虑）；如采用美国规范（无论是,UBC,，,IBC,还是,ASCE7,），重要性系数都取,I,=1.00,。,第一部分 地震规范基本概念介绍,场地土类别,*,建（构）筑物所在场地的土层软硬程度和覆盖层厚度，对判定场地土类型具有决定性的影响，从而导致建（构）筑物对同一地震烈度下的地震响应有较大差别,（不同场地土类别具有不同的特征周期）,。,GB50011,UBC,IBC/ASCE7,根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度,根据等效剪切波速、平均标准贯入系数以及平均不排水抗剪强度,根据等效剪切波速、平均标准贯入系数以及平均不排水抗剪强度,I,0,岩石、坚硬土或软岩石,S,A,硬基岩,A,硬基岩,I,1,S,B,基岩,B,基岩,II,中硬土,S,C,致密土层或软基岩,C,致密土层或软基岩,III,中软土,S,D,坚硬土层,D,坚硬土层,IV,软弱土,S,E,一般土壤,E,一般土壤,S,F,在地震作用下存在潜在危险的土壤，需专门测定,F,在地震作用下存在潜在危险的土壤，需专门测定,第一部分 地震规范基本概念介绍,场地土类别,*,结论：,（,1,）中美规范中场地土类别的大致对应关系可见下表，方便在地震参数转换时予以考虑；,（,2,）,ASCE7,中指出“如果场地的土壤特性具体信息不充分，在不能确定场地的级别情况下，都可划分为,D,类”,第一部分 地震规范基本概念介绍,延性系数,*,结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承,载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形,能力，即为延性。延性指当地震迫使结构发生较大的非线,性变形时，结构仍能维持其初始强度的能力，是结构超过,弹性阶段的变形能力，它是结构抗震能力强弱的标志。,延性系数也可理解为地震力降低系数。我国规范规定把设,防烈度地震作用降低约,3,（精确值为,2.86,）倍来进行承载,力设计，即设防烈度地震作用反应谱除以地震承载力降低,系数,3,，而得到设计所用的反应谱。,第一部分 地震规范基本概念介绍,延性系数,*,结论：,（,1,）中国规范没有延性等级的划分，对于所有的结构，折减系数（延性系数）都为,2.86,；,（,2,）,美国规范中对于不同的的结构具有不同延性等级，即折减系数（延性系数）不同，对于石油化工钢制直立设备：UBC中R=2.9，IBC/ASCE7中R=3.0,。,第一部分 地震规范基本概念介绍,设防目标（包括重现期）,*,超越概率：,在一定时期内（例如,50,年），工程场地可能遭遇大于或等于给定的地震烈度值或地震动参数值的概率,重现期为,n,，年发生概率 ，在年限,T,内，发生地震烈,度超过给定地震烈度的概率,由上式可得到：,第一部分 地震规范基本概念介绍,设防目标（包括重现期）,GB,UBC,ASCE7,IBC,设防目标,采用“,三水准设防目标,，两阶段设计步骤”的抗震设计思想。三水准设防目标即所谓的“小震（多遇地震）不坏，中震（基本烈度地震）可修，大震（罕遇地震）不倒”,仅采用,单一的设防水准,。抗震设计的目的主要是避免主结构破坏和人员伤亡，并不限制损坏或维护功能丧失程度。,采用,两水准设防思想,。抗震目标：“为设计、建造抗震建筑物提供最低标准”。,采用,两水准设防思想,。抗震目标：“每个结构和结构部分，包括永远附在结构上的非结构组件、结构支撑物和附属结构都要设计并建为可抵抗满足,ASCE7,要求的地震移动产生的效应”。,超越概率,重现期,小震（多遇地震）,50,年超越概率,63.2%,，重现期,50,年。,中震（基本烈度地震）,50,年超越概率,10,，重现期,475,年。,大震（罕遇地震）,50,年超越概率,2,3,（,7,度区,3%,，,9,度区,2%,），重现期为,1642,年,2475,年。,以,50,年超越概率为,10%,的地震作用作为基准设防地震作用，重现期为,475,年,以,50,年超越概率,2,（重现期,2475,年）作为“最大考虑地震,MCE,（,MAXIMUM CONSIDERED EARTHQUAKE,”,；而以“最大考虑地震”的,2/3,作为“设计地震”来实现其抗震目标，“设计地震”对应的,50,年超越概率为,5%10%,，其中美国中东部地区为,5%,，美国西部地区为,10%,。,以,50,年超越概率,2,（重现期,2475,年）作为“最大考虑地震,MCE,（,MAXIMUM CONSIDERED EARTHQUAKE,”,；而以“最大考虑地震”的,2/3,作为“设计地震”来实现其抗震目标，“设计地震”对应的,50,年超越概率为,5%10%,，其中美国中东部地区为,5%,，美国西部地区为,10%,。,第一部分 地震规范基本概念介绍,设防目标（包括重现期）,*,结论：,（,1,）美国,UBC,规范采用单一水准设防思想，重现期与中国规范基本烈度地震一样，根据其设防目标是为了防止倒塌，则相当于中国规范中的“大震”；,（,2,）美国,ASCE7,，,IBC,采用两水准设防思想，其对应的“设计地震”和“最大考虑地震”重现期与中国规范的基本烈度地震和罕遇地震一样，即相当于中国规范中的“中震”和“大震”。,第一部分 地震规范基本概念介绍,地震分组（震源类型）,GB,UBC,ASCE7,IBC,地震分组：,第一组、第二组和第三组,根据震级大小以及断层滑移量将震源类型分为,3,类，分别为,A,，,B,，,C,貌似没有震源类型的概念，但在抗震设计中对于震级和震中距对结构的影响是有所体现,*,结论：,（,1,）中国规范有明确的地震分组的概念，在美国,UBC,规范中也有类似的概念（震源类型）。地震分组适用于中国规范所有的地震场合，而美国,UBC,规范震源类型只适用于地震分区为,4,的场合；,（,2,）美国,IBC,和,ASCE7,中没有明确的地震分组或震源类型的概念，但其在抗震设计中针对震级和震中距对结构的影响是有所体现（体现在反应谱曲线上）；,（,3,）对于地震分组或震源类型，中美规范不具有可比。,第一部分 地震规范基本概念介绍,周期,GB,UBC,IBC/ASCE7,自振周期,T,T,1,，,T,2,，,T,3,结构按某一振型完成一次自由振动所需要的时间，是结构固有的特性,自振周期,T,自振周期,T,特征周期,T,g,抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地土类别等因素有关。,按（,地震动反应谱特征周期区划图,地震动反应谱特征周期调整表,）查取。,特征周期,T,s,其中,C,v,，,C,a,为与地震分区和场地土类别有关的系数,近似基本周期,T,a,允许不进行结构力学分析，而采用经验公式求得近似基本周期。,T,0,反应谱曲线平台段起始周期,长周期过渡周期,T,L,与地震分区及震级有关，以区划图的形式给出,T,0,反应谱曲线平台段起始周期,T,s,反应谱曲线平台段结束周期,第一部分 地震规范基本概念介绍,周期,*,结论：,（,1,）中国规范和美国,UBC,规范类似，都采用场地土特性与地震分组（对于,UBC,为地震分区）来确定特征周期；,（,2,）,IBC,、,ASCE7,：以区划图的方式给出，类似于,GB,中的“中国地震动反应谱特征周期区图”。,第一部分 地震规范基本概念介绍,地震烈度（地震分区）,GB,：,震级：,指一次地震所释放的能量大小，震级越高释放能量越大。,国际通,常采用里氏震级作为度量，里氏震级共有十二级。,地震烈度：,一次实际地震只有一个震级，但每次地震在地震影响区域的,不用地点其地面设施和设备破坏程度不尽相同。因此，,把某一地区遭受,了地震的工程设施和设备宏观破坏程度称之为地震烈度。,目前，地震烈度,是按宏观破坏情况进行评定，并把宏观破坏现象与烈度对应起来形成表,格，即,为国际通行的麦卡里烈度表。麦卡里烈度表把地震烈度分为,12,度,地震基本烈度：,地震基本烈度是具有一定发生概率的烈度值，是某一地,区多年地震统计的最高地震烈度（一个概率统计的烈度）,抗震设防烈度：,抗震设防烈度是对建（构）筑物的抗震性能的要求，它,不仅和当地的地震基本烈度有关，还和建（构）筑物本身的要求有关。,甲级、乙级、丙、丁级设防烈度是不同的。一般情况下，抗震设防烈,度可采用基本烈度。,第一部分 地震规范基本概念介绍,地震烈度（地震分区）,GB,：,GB50011,适用于设防烈度为,6,、,7,、,8,、,9,度地区建（构）筑工程的抗震,设计以及隔震、消能减震设计；抗震设防烈度大于,9,度地区建（构）,筑工程以及行业有特殊要求的工业建筑，抗震设计应按有关专门规定,执行。,第一部分 地震规范基本概念介绍,地震烈度（地震分区）,UBC,：,UBC,中将地震分区（类似中国规范中抗震设防烈度），且分为（,0,）、,1,、,2A,、,2B,、,3,、,4,区，见下表。每