抗震设防要求与工程强制性标准相衔接的两个问题

摘要：《中华人民共和国防震减灾法》明确要求建设工程的强制性标准应当与抗震设防要求相衔接，然而在实际工作中，常常有人将工程的抗震设防要求与工程抗震的强制性标准相混淆，甚至因工程抗震强制性标准的存在而忽视抗震设防要求的意义和作用，因此有必要阐明抗震设防要求与工程抗震强制性标准的关系，同时需要说明抗震设防要求如何与工程的强制性标准相衔接，本文下面将就这几个问题作一些分析和讨论。《建筑工程抗震设计规范》和《建筑工程抗震设防分类标准》这两部工程强制性标准对抗震设防要求的使用主要集中在多遇地震和罕遇地震的地震作用的设计验算方面，这仍是以地震基本烈度参数为基础进行换算后的结果。两部强制性标准直接采用对象为地震动参数区划图，基本不涉及地震安全性评价结果的使用。抗震设防要求能否为建设工程合理使用可以归结为以下两个方面。第一，对于以地震动参数区划图为设防依据的建设工程，以抗震设防烈度参数为基础的换算结果是否科学合理？以多遇地震为设计基准是否合理？以峰值加速度0.05g（即Ⅵ度区）为例，首先确定其水平地震影响系数最大值，取放大系数βm为2.25，则其对应的水平地震影响系数最大值为0.1125，而工程截面验算和变形分析需要的分别是多遇地震和罕遇地震的水平地震影响系数最大值，实际使用时是将区划图对应的水平地震影响系数最大值折减0.35得到多遇地震的水平地震影响系数最大值，此时有αm=0.1125×0.35=0.039375，《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》直接给出6度多遇地震的水平地震影响系数最大值为0.04，两者较为接近，而且《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》的结果偏安全，可以说《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》直接给出的水平地震影响系数最大值是地震动参数区划图换算后的结果，也是抗震设防要求的间接体现，然而这种做法偏于主观经验和判断；其次是特征周期的选取，地震动参数区划图和建筑抗震设计规范中不同类别场地的特征周期的取值基本一样，只是建筑抗震设计规范的2010版在修订后增加了Ⅰ0类场地的特征周期，修订后的地震动参数区划图也会考虑这个因素；最后对于一般工程来讲，以地震动参数区划图的结果为基础，以多遇地震的截面验算和罕遇地震的变形验算分别作为小震不坏和大震不倒的定量指标，这种做法从目前抗震设计的使用效果来看是比较合适的，然而中震可修是否具有可评价的定量指标？这里需要进一步分析建筑结构抗震加固的可修范围，从而为明确可修的具体标准，这也表明三水准目标和两阶段设计思想在一定程度上还不能很好的匹配，这就需要建设工程抗震鉴定和加固等方面的工作同步跟进。第二，与地震动参数区划图相比，地震安全性评价结果的必要性和优势何在？其结果能否直接为建设工程的抗震设计直接使用？首先与地震动参数区划图结果相比，地震安全性评价结果的优势体现在以下几点：①增加了适用面，覆盖了地震动参数区划图不能适用的重大工程、特殊工程和复杂场地，如《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》规定周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究，地震安全性评价结果可以针对这种情况给出建筑结构的长周期地震影响系数；②地震安全性评价给出的结果更加完整精确，如可以给出工程场地不同超越概率的加速度时程，可以根据工程场地的特性专门给出不同超越概率下的特征周期值，然而《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》在使用特征周期值时并未区分多遇地震和罕遇地震，实际使用时应当根据地震安全性评价的结果进行区分。其次地震安全性评价结果能否直接为建设工程抗震设计使用，其关键点在于：①地震安全性评价结果得到的50年超越概率63%、10%和2%的地震动参数能否直接作为多遇小震、中震和罕遇大震进行抗震设计和验算？统计发现，50年超越概率63%的地震动峰值加速度与区划图结果折算后的小震相比，两者互有波动，但平均值比较接近，然而《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》中多遇地震的特征周期值仍是采用区划图的周期结果，其对应的是50年超越概率10%，地震安全性评价50年超越概率63%的特征周期值则较小，反之地震安全性评价50年超越概率2%的特征周期值则较大，因此在进行小震验算时，地震安全性评价结果是偏不安全的，而进行大震验算时，地震安全性评价结果则是偏安全的；②目前对于地震安全性评价结果的使用往往是根据50年超越概率10%的结果进行烈度归档，归档后仍然按照《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》所列的地震影响系数和特征周期值进行设计，这里涉及到一个区划归档问题，例如同样是0.05g分区（即6度区），其归档的范围是大于等于0.04g小于0.09g，如果两个不同项目的地震安全性评价结果是0.04g和0.08g，在归档后都为0.05g分区，因而在设计时并无区别，而如果直接采用地震安全性评价结果进行抗震设计，两者的地震影响系数将相差一倍，因此能否直接利用地震安全性评价结果进行抗震设计还值得进一步研究。