抗震设计规范及鉴定标准发展探讨

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摘要:主要从抗震设计及鉴定规范更替对地震作用的影响出发，通过对我国抗震及鉴定规范发展的梳理，以探究各个时期规范的不同点及相关性，结合一段时期以来我国房屋设计抗震水平的发展对既有建筑抗震鉴定工作的影响，阐明不同时期、不同发展阶段建造的房屋，与现行抗震鉴定标准的相关性，为结构抗震鉴定工作提供一定的帮助。

关键词:抗震规范;鉴定标准;地震作用

1概述

据不完全统计，截止到2020年，我国既有建筑的保有量接近600亿m2，大量既有建筑由于历史原因及现实问题，均面临着加固改造、功能提升等问题，20世纪50年代以前，我国建造了大量的建筑，由于当时我国的具体国情及科技水平，这些建筑大都没有进行抗震设计或抗震设防水平较低，现如今，这些建筑中仍有相当大体量仍处于服役状态，供人们生产及生活所用，随着我国经济和社会的发展及科学水平的提升，在当时背景下建造的多数房屋已不能满足我国现阶段的抗震设防标准，对此类建筑开展抗震鉴定工作，了解既有房屋的现有抗震水平，并进行抗震加固，是新时期亟需解决的具体问题。罗开海等［1］对我国建筑抗震设防水准的现状及存在问题进行了梳理和分析，并对我国建筑抗震设防水准进一步发展需要研究和完善的问题进行了总结和展望。宇文兴伟［2］对我国既有砖混房屋结构检测鉴定与加固设计研究的重要性及其国内外发展现状进行了概括性地论述，明确了我国目前建筑行业发展的方向以及对既有建筑结构检测鉴定和加固设计研究等相关工作的意义，并通过工程实例，给出了既有砖混结构的抗震鉴定及加固方法。通过对历次地震震害的调查，严格按照相关时期的抗震规范设计的房屋或经过抗震鉴定后进行加固的房屋，在历次地震中，均基本完好，未设防或设防水平较低后期没有进行抗震加固的房屋，在历次地震中震害明显，甚至有的房屋已经坍塌。震害损伤如图1～图4所示。本文旨在通过对我国抗震设计规范修订过程的梳理及相应时期抗震鉴定标准的颁布，了解不同时期、不同背景下我国抗震规范对建筑抗震的影响及抗震鉴定标准的发展，并通过对建筑荷载规范的历次修订，阐述荷载变化对结构地震作用的影响，对抗震鉴定有一个具体的把握。

2建筑抗震设计规范的发展

我国的抗震设计规范始于新中国成立后，20世纪50年代后期，我国相继开展了建筑抗震设计规范的编制工作，1959年及1964年，我国编制了《地震区建筑抗震设计规范(草案稿)》(未颁发)，1966年邢台地震后，在京津地区抗震办公室的领导下，编制了《京津地区建筑抗震设计暂行规定》(69暂行规定)，作为地区性的抗震设计规范，从69暂行规定开始，我国7度地区的一些基本建设，已经开始采取抗震设防工作。直至1974年，我国才正式颁布了第一本指导全国建筑抗震设计的规范，即TJ11—74工业与民用建筑抗震设计规范(试行)，试行时间为1974年12月1日。这本规范的颁布，标志着我国全面进入房屋抗震设计时期，为后续的抗震规范的修订及编写提供了坚实的基础。1976年，随着唐山大地震的发生，我国对74版抗规进行修订，在1978年，我国颁布了TJ11—78工业与民用建筑抗震设计规范(简称78抗规)为全国通过设计规范，施行时间为1979年8月1日。78抗规吸取了唐山地震的震害经验，促进了我国抗震水平的发展。在1989年及2001年，我国又对抗震规范进行了修订，并相继颁布了GBJ11—89建筑抗震设计规范(简称89抗规)，自1990年1月1日起施行及GB50011—2001建筑抗震设计规范(简称01抗规)，自2002年1月1日起施行。01版抗规的实施，标志着我国进入结构抗震新的发展时期，基础理论趋于完善，2008年5·12大地震后，我国对01版抗规进行局部修编，总结了汶川地震的经验，并颁布了GB50011—2001建筑抗震设计规范(08版)。2010年至今，我国又颁布了GB50011—2010建筑抗震设计规范(简称10抗规)［3］，施行日期2010年12月1日及GB50011—2010建筑抗震设计规范(2016版)。

3建筑抗震规范修订对多遇地震作用的影响

在1974年抗规以前，我国的抗震设计规范对房屋的设计主要体现在以抗震构造措施为主进行设计，按照我国建筑结构可靠度设计统一标准的原则，1974年抗规在进行地震作用计算时，引入了结构影响系数。对于74抗规(试行)及78抗规，即Q0=Cα1Geq，其中Q0为底部总地震剪力;C为结构影响系数，对于混凝土结构房屋取0．3，对砌体结构取0．35;α1为地震影响系数，对于多层框架结构及砌体结构，因地震影响曲线一般在水平段，则α=αmax，不同抗震设防烈度下结构各计算参数及总地震基底剪力如表1所示。89抗规取消了结构影响系数，并引入了抗震等级的概念，对抗震设计实行三水准两阶段的设计理念，考虑了强柱弱梁、强剪弱弯、强连接弱构件的设计方法，抗震承载力分项系数γＲa，此时基底剪力Q0=α1Geq，α1=αmax，不同抗震设防烈度下结构各计算参数及总地震基底剪力如表2所示。对于混凝土结构，抗震承载力分项系数取值范围为0．75～0．85，对于砌体结构，抗震承载力分项系数取值范围为0．9～1．0，又由于89抗规以前采用的计算方法为单一系数法，89抗规开始采用多系数的可靠度设计方法，综合考虑各个系数的调整，89抗规在考虑抗震承载力分项系数后，其地震作用大体与74及78抗规相当［4］。01抗规计算地震力方法基本与89抗规一致，考虑到89抗规的场地设计特征周期比01抗规减少10%，且材料强度大致为01抗规系列规范的1．05～1．15，于是可以认为89抗规地震作用大致相当于01抗规的0．88倍［5］。10抗规地震作用计算方法、场地特征周期等与01抗规保持一致，但较01抗规，10抗规提高了强柱弱梁、强剪弱弯等内力调整系数，具体见表3。

4建筑抗震鉴定标准的发展

我国的抗震鉴定工作始于唐山大地震之后，为了吸取唐山地震中建筑物及构筑物的震害经验，我国颁布了第一本建筑抗震鉴定规范，即TJ23—77工业与民用建筑抗震鉴定标准，并于1977年12月1日开始试行，这本规范在74抗规的基础上进行修订，考虑当时我国的国情及经济状况，77鉴定标准规定在按74抗规进行抗震强度验算时，安全系数可取不考虑地震作用时数值的65%，低于74抗规规定的不小于80%。1995年，在89抗规的基础上，我国颁布了GB50023—95建筑抗震鉴定标准，并于1996年6月1日正式实施，95抗震鉴定标准引用了89抗规的设计方法，并将房屋按不同结构类型分为一级鉴定及二级鉴定，综合考虑了结构抗震承载能力及结构构造措施的影响，并规定对混凝土结构，承载力抗震影响系数可取设计规范的0．85倍，也体现了我国的具体国情及针对老旧房屋所采用的有针对性的方法。2009年，在充分总结汶川大地震的经验基础上，我国对95抗震鉴定标准进行了修订，并于2009年6月5日颁布了GB50023—2009建筑抗震鉴定标准，新规范于2009年7月1日开始实施，此本规范，系统的将我国既有房屋按照建设年代分为A，B，C三个类别，针对不同的建设年代，规定了采用不同的鉴定方法，即在20世纪70年代以前建造的既有房屋，其后续使用年限不应少于30a，在80年代建造的既有房屋，后续使用年限不宜少于40a，且不得少于30a，为A类建筑，在90年代建造的既有建筑，后续使用年限不宜少于40a，条件许可时应采用50a，在2001年以后建造的既有建筑，后续使用年限宜采用50a。后续使用年限30a，40a，50a，分别对应A类、B类、C类建筑。对于A类建筑，在70年代及以前，我国经济基础较为薄弱，在当时的大的背景下，我国建造了一批不设防或设防烈度较低的建筑，针对此类房屋，考虑鉴定后的加固量及实际情况，规范规定，仍按95抗震鉴定标准进行鉴定，此时的地震作用大致相当于01抗规的0．75倍。对于B类建筑，在建造此类建筑时，我国已有较为成熟的抗震规范，全国大部分区域基本处于抗震设防区域，此类建筑一般是在78抗规及89抗规的规定下进行设计并建造完成的，由前文分析，两本规范的地震作用大致相当，规范规定，此类建筑仍采用89抗规进行鉴定，地震作用大致相当于01抗规的0．88倍。对于C类建筑，即按01抗规及以后设计的既有房屋，规定直接按现行国家抗规进行鉴定，由于10版抗规的施行，相对01抗规，内力调整系数有了提高，可能会引起地震作用的增大。

5建筑荷载规范的发展对地震作用的影响

我国的荷载规范编制始于建国初期，1954年及1958年我国相继编制了《荷载暂行规定》结规1－54及结规1－58，这两本规范主要以引进苏联标准为主，直至1974年，我国才真正颁布了自主的并且较为完整的荷载规范，即TJ9—74工业与民用建筑荷载规范，1987年，在大量调查研究的基础上，以GBJ68—84建筑结构设计统一标准为准则，基于概率论极限设计方法的荷载规范开始颁布，后续我国又相继颁布了GB50009—2001建筑结构荷载规范，GB50009—2001建筑结构荷载规范(2006版)及GB50009—2012建筑结构荷载规范，纵观荷载规范的发展，对于一般民用建筑，活荷载有较大提高，住宅、宿舍、旅馆等从1．5kN/m2提高到2．0kN/m2，教室等从2．0kN/m2提高到2．5kN/m2，食堂等荷载没有变化，对于一般工业建筑，与历次荷载规范值相同，一般仍取2．0kN/m2［6］。根据长期以来对建筑荷载的把握，一般多层及高层建筑的竖向荷载平均值约为15kN/m2，框架结构大约为12kN/m2～14kN/m2，剪力墙和筒体结构大约为14kN/m2～16kN/m2，砌体结构大约为18kN/m2～20kN/m2。综合来看，活荷载在混凝土及砌体结构形式中所占的比重较小，约占全部竖向荷载的15%～20%［7］，规范修订，建筑活荷载的提高，对地震作用的影响较小，在鉴定工作定性判断中，可不考虑此部分影响。

6结语

对20世纪70年代以前建造的房屋，未经过抗震设计或抗震设防水平较低，经过可靠性鉴定仍可继续使用的，采用95版鉴定标准进行鉴定，一般仍需要进行抗震加固;对采用89抗规进行设计的房屋，抗震鉴定仍采用89抗规，对于施工质量无缺陷，材料强度无退化，使用功能无改变，可初步判定抗震水平满足相应规范要求;对2001年之后建造的房屋，抗震鉴定采用10抗规(16版)，由于地震分组、内力调整系数等进行了调整，抗震鉴定时应引起注意。开展既有结构的鉴定工作，要结合鉴定标准及设计规范，按照老房子老方法，新房子新方法的鉴定理念，充分了解既有建筑的历史情况，掌握其设计资料，在开展具体鉴定工作前，能够定性把握建筑的抗震性能。鉴定工作过程中，应重点把握建筑的使用功能、地震设防烈度及设防类别的变化。材料强度因碳化、风化等随时间的变化引起的降低，可能会影响最后的鉴定结果。本文仅就地震作用的变化对抗震鉴定的影响进行分析，为了满足我国现有房屋小震不坏、中震可修、大震不倒的设计思想，鉴定过程中应结合抗震构造措施，对既有建筑进行综合评判。对既有建筑的改建、扩建进行鉴定，应执行现行国家标准。

参考文献:

［1］罗开海，保海娥，左琼．我国建筑抗震设防水准的历史沿革、现状及展望［J］．地震工程与工程振动，2018，38(4):41－46．

［2］宇文兴伟．既有砖混结构检测、鉴定与加固设计研究［D］．邯郸:河北工程大学，2015．

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部．建筑抗震设计规范:GB50011—2010［S］．北京:中国建筑工业出版社，2010．

［4］叶列平，钱稼茹．关于取消承载力抗震调整系数γＲE的意见［C］∥中国建筑学会抗震防灾分会，高层建筑抗震专业委员会．第九届高层建筑抗震技术交流会论文集．厦门:第九届高层建筑抗震技术交流会，2003:157－163．

［5］中华人民共和国住房和城乡建设部．建筑抗震鉴定标准:GB50023—2009［S］．北京:中国建筑工业出版社，2009．

［6］中国工程建设标准化协会．建筑结构荷载规范:GB50009—2012［S］．北京:中国建筑工业出版社，2012．

［7］徐培福，黄小坤．高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用［M］．北京:中国建筑工业出版社，2003．

作者：宋春雷 单位：中电投工程研究检测评定中心有限公司