第３４卷第３３期 ２ ０ ０ ８年１ １月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ 兀瓜Ｅ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．３３ Ｎｏｖ．２００８ ・８７・ 文章编号：１００９．６８２５（２００８）３３—００８７—０２ 桥梁抗震设计规范与建筑抗震设计规范的比较 孔玉峰摘王国彬 要：对我国现行《公路工程抗震设计规范》与《建筑抗震设计规范》进行了较为详细的对比，分别从抗震设计的基本思 想、设计地震动参数、地震反应分析和计算方法、构造细节等方面对这两本规范进行了比较，并指出了今后我国各行业工 程结构抗震设计规范宜逐步统一。 关键词：抗震设计，桥梁，建筑结构，抗震规范 中图分类号：ｎＪ３５２．１ 文献标识码：Ａ 曲线，如图２所示。 １抗震设计的基本思想 结构抗震设计的基本思想和设计准则是制定规范的重中之 重，它决定了抗震设计要达到的目标、采用的设计地震动水平和 地震反应的计算方法。这两本规范抗震设计的基本思想对比见 表１。 表１桥梁与建筑抗震设计的基本思想 规范名称 基本思想 设计方法 ０．３ ｏ １ ２ Ｔ ３ ４ ５ 《公路工 在发生与设计基本烈度地震相当的地震影响时，位于一般地 程抗震 段的高速公路、一级公路工程，经一般维修即可正常使用；位 水平 设计规 于一般地段的三级公路工程，经短期维修即可恢复使用；三、 设计 范》 四级公路工程和位于地震危险地段的高速公路、一级公路工 程、保证桥梁、隧道及重要构造物不发生严重损坏 一图１ —Ｔ曲线 “小震不坏”即当遭受低于本地区抗震设防烈度的地震影响 《建筑抗 时，一般不受损失或不需修理可继续使用；“中震可修”即当 震设计 遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏， 两阶段 规范》 经一般修理或不需修理仍可使用；“大震不倒”即当遭受高于 设计 本地区设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生 危及生命的严重破坏 由表１可知，我国现行的《公路工程抗震设计规范》采用单一 水准的抗震设防思想，仅进行基本烈度下的抗震验算。在抗震设 计时，只进行设计地震力作用下的强度验算，没有考虑桥梁结构 Ｕ ０．１ Ｔ 习 Ｔ ｓ ６．０ 图２口一１１曲线 的“变形能力”和“耗能能力”。因此，单一的强度设防原则是目前 我国公路桥梁抗震设计中存在的主要问题。 从上述可看出，《建筑抗震设计规范》与《公路工程抗震设计 规范》所采用的设计反应谱有以下异同点： １）影响反应谱的因素。桥梁抗震设计规范使用的反应谱曲 目前我国《建筑抗震设计规范》明确规定了３个水准的抗震 设防目标，简称“小震不坏，中震可修，大震不倒”。同时，《建筑抗 线是针对四类不同场地条件给出的（见图１），曲线主要考虑场地 条件的影响，其他影响因素则未予以考虑。《建筑抗震设计规范》 震设计规范》采用两阶段设计实现上述三水准的设防目标。 ２设计地震动参数 我国现行《公路工程抗震设计规范》以中国地震烈度区划图 （１９７７年）为依据确定设防标准。近几十年来的地震灾害表明，宏 所使用的反应谱曲线不仅与场地类别有关，而且与设计地震分组 有关。这样可以更好地反映场地条件、震中距和震源深度、震级、 比与５％明显不同时，就应该进行修正。但《公路工程抗震设计规 范》没有给出阻尼比不同时的修正公式，而《建筑抗震设计规范》 都从烈度区划向地震动参数区划过渡。我国现行《建筑抗震设计 则给出了阻尼比不等于５％时的修正公式。３）反应谱曲线的最大 规范》以《中国地震动参数区划图》为依据确定设防标准。该区划 适用周期。对于建筑抗震设计规范，当Ｔ＞６．０ Ｓ时，就会超出反 图分别以峰值加速度和反应谱特征周期为技术指标对国土按照 应谱的适用范围，此时所采用的地震影响系数需做专门研究。对 可能遭受地震影响的危险程度进行划分。根据三水准设防目标， 于桥梁抗震设计规范，反应谱曲线的最大适用周期为５．０ ｓ。 《建筑抗震设计规范》采用３个地震烈度水准来考虑。 遭受的地震作用。因此从２０世纪６０年代起，各国抗震设计规范 观的烈度含义已越来越不清晰，不可能合理地描述不同地区可能 震源机制和传播路径等多种因素的影响。２）地震设计谱的阻尼 修正。规范反应谱曲线是取阻尼比为５％时给出的，当结构阻尼 ３．２地震作用的计算 ３地震反应分析和计算方法 ３．１地震设计反应谱 《公路工程抗震设计规范》采用的设计反应谱为ｐ—Ｔ曲线， 如图１所示。《建筑抗震设计规范》采用的设计反应谱为ａ—Ｔ 收稿日期：２００８—０７—０９ 《公路工程抗震设计规范》对可以近似视为单自由度体系的 规则桥梁，其地震力计算公式为： Ｐ＝ＧＣ￣ｈＹｅ￣ （１） 其中，Ｇ， 分别为桥梁重要性系数和综合影响系数；Ｗ为体 作者简介：孔玉峰（１９７８．），男，助理工程师，中国建筑科学研究院西北建筑设计分院，陕西西安王国彬（１９７８．），男，助理工程师，西部建筑抗震勘察设计研究院，陕西西安７１００６１ ７１００６１ ・８８・ 第３４卷第３３期 ２ ０ ０ ８年１ １月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ ＵＲＥ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．３３ Ｎｏｖ．２００８ 文章编号：１００９．６８２５（２００８）３３—００８８—０２ 砖木结构振动台试验研究 朱德才 摘要：在调查研究的基础上，提出了符合农村抗震地区情况的砖木结构房屋构造方案，通过１／４缩尺模型振动台试验， ＼ 研究了砖木结构房屋在不同地震烈度下的反应，验证了所提出房屋构造方案的正确性，为促进砖木结构房屋在广大农村 地震区的推广奠定了基础。 关键词：抗震，砖木结构，振动台试验 中图分类号：ＴＵ３５２．１ 文献标识码：Ａ 包括墙体裂缝开展情况， 砖木结构房屋是以砌筑黏土砖墙体作为承重墙，门窗及屋顶 各烈度作用下的破坏形态与破坏特征，为木结构的单层及多层房屋，部分房屋设有混凝土圈梁和构造 墙体与构造柱、墙体与圈梁及木屋架的连接性能；４）根据试验结 柱。一般砖木结构房屋采用木质屋顶，受力檩条搁置在横墙上， 果及理论分析，并参照现行国家规范，对原型房屋的抗震性能作 墙体承担着承重、抗剪以及满足构造要求。砖木结构房屋有以下 出综合评价，并给出改进意见。结构模型平面图如图１所示。 特点：竖向荷载相对较小，木材有较好的弹性、顺纹受拉及横纹抗 ２模型相似比及人工配重 剪能力较强，以及屋架纵横向支撑连接形成空间体系，因此只要 振动台试验时，为了使小比例模型能够很好地再现原型结构 节点处不破坏，都可以有效地起到抗震作用，所以砖木结构房屋 的动力特征，模型与原型的型向压应变比 不应等于ｌ，即竖向 在新疆等广大农村地震区应用广泛。 压应力比 应等于弹性模量比ｓＥ。为此，必须在模型上施加一 定数量的人工质量——配重，以满足由量纲分析规定的全部第一 １试验内容 这样的模型才是具有与原型动力相似的完备模型。 为了研究砖木结构房屋在地震作用下的反应，制定试验研究 级相似条件，内容如下：１）房屋动力特性测试：通过锤击试验测定模型结构的 ３地震波的选取 自振频率；２）房屋地震反应测试：输入地震波，模拟６度，７度， 地震波选用Ｅ１一ｃｅｎｔｒｏ波（见图２），Ｅｌ—ｃｅｎｔｒｏ波是１９４０年５月 ＭＰＥＲＩＡＬ山谷地震记录，持时５３．７３ Ｓ，最大加速度在 ８度，９度地震工况，采集各阶段的位移和加速度反应；记录结构 １８日美国Ｉ７咖屉，东西向是２１０．１ ，竖向是２０６．３锄詹， 应变，计算相应各个工况下钢筋应力；３）观察并记录模型结构在 南北向是３４１．系的总重量； 为水平地震系数； 为动力放大系数。 的最大地震作用Ｆ为： Ｆ＝ａＧ 的弹塑性变形验算，并从抗震构造措施上提高要求，从而使结构 也应朝着这方面发展，在某些情况下，两本规范是可以统一的。 （２） ４结语 《建筑抗震设计规范》中，按照反应谱理论单质点体系所受到 的延性得到更进一步的保证。我国的桥梁与建筑抗震设计规范 其中， 为地震影响系数，如图２所示。 １）桥梁结构与建筑结构的抗震设防目标、设计反应谱（包括 可见，应用反应谱法计算地震作用时，桥梁抗震设计规范采 地震动参数）、地震作用计算方法和构件截面抗震承载力计算方 用基本地震烈度下的地震动参数 ，再通过综合影响系数Ｃ。进 法等方面，完全有可能统一。２）桥梁结构与建筑结构应逐步采用 行折减。建筑抗震设计规范直接采用多遇地震（小震）下的地震 基于 能的抗震设计方法及定量的延性抗震设计方法。 影响系数ａ，二者本质上是一样的。 参考文献： ３．３延性和位移设计 ［１］ＪＴＪ ００４—８９，公路工程抗震设计规范［Ｓ］． 目前我国《公路工程抗震设计规范》采用强度设计方法，较少 ［２］ＧＢＪ １１１—８７，铁路工程抗震设计规范［ｓ］． 考虑桥梁结构的延性和位移要求。规范中采用综合影响系数Ｃ ［３］ＧＢ ５００１１—２００１，建筑抗震设计规范［Ｓ］． 来反映结构的弹塑性地震反应及计算图式简化、结构阻尼、几何 ［４］ 范立础．桥梁抗震［Ｍ］．上海：同济大学出版社，１９９７． 非线性等因素。但是，综合影响系数物理含义模糊不清，掩盖了 ［５］ 范立础，王君杰．桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势［Ｊ］． 地震工程与工程振动，２００１，２１（２）：７１—７７． 对桥梁结构位移延性的内在要求。 ． 《建筑抗震设计规范》采用的是“两阶段设计方法”，即结构的 ［６］ 曹洪滨．当代高层建筑结构的抗震分析［Ｊ］．山西建筑，２００７， 承载力由小震下的弹性计算确定；而对罕遇地震，则进行薄弱层 ３３（６）：７８．７９． Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｄｅｓ ＫＯＮＧＹｕ－ｆｅｎｇ ＷＡＮＧＧｕｏ－ｂｉｎ ． Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ Ｓｅｉｓｍｉｃ ＣｏｄｅｓｆｏｒＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｓｅｉｓｍｉｃ ＣｏｄｅｓｆｏｒＢｕｉＭｉｎｇｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｆｕｎｄａ— ｍｅｎｔａｌ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ，ｄｅｓｉｎ ｐａｇｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｍｏｔｉｏｎ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄｅｔｍｌｓ ａｒｅ ｏｕｔｌｉｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ．Ａｌｓｏ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｎ ｃｏｄｅｓ’ｄｅｖｅｌｇｏｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ，ｂｒｉｄｇｅ，ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｄｅ 收稿日期：２００８．０６—３０ 作者简介：朱德才（１９７４．），男，工程师，塔里木建筑安装工程（集团）有限公司，新疆阿克苏８４３０００
