建筑抗震设防标准优化方法的基础研究

建筑抗震设防标准优化方法的基础研究

朱驰浩沈利锋

浙江创新建筑设计有限公司浙江省嘉兴市314300

摘要：我们对地震并不陌生，它带给我们的危害性及人员伤亡率也一直居高不下，因此我们有必要进行系统性的防震设防内容相关讨论，本文就地震的基本概念及设防结构易损性分析理论展开对此课题的详细探究，希望可以进行有效优化方案的总结。

关键词：抗震设防；优化方法；分析

一、设防标准优化概念

对建筑抗震性能的提高无疑可以减少在地震发生时的经济损失与人员伤亡度，但是因为抗震性价比较高，而却很少发生地震，所以抗震工作必须要考虑经济与社会效益两个因素。目前来说，国家部门已经针对这个问题进行了合理性工程的研究，实际上抗震工程的优化程度是根据设防标准来划定的，并不是以地震区来界定。合理标准是通过抗震设防效益的保证及建筑结构性能的有效性分析来定。那么设防效益的定义其实也就不难理解了，即保证抗震经济效益和社会效益，对可造成的地震人员伤亡数进行优化的这个过程衡量标准，就是所谓的设防优化标准。通过方案的设立，来进行地震伤亡率的有效降低，用合理化的经济投入建设，来达到设防效果的这一有效途径，就是优化标准。但由于必须考虑设防会增加投入这个因素，而地震几乎很少发生，又出于必须要保障人员人身安全，所以也必定会有一定的经济浪费产生。因此，建筑抗震设防的标准优化，是需要进行建筑经济效益与降低地震死亡率这两个因素的对比分析的，通过权衡利弊，来满足社会的发展需求，达到其可接受的抗震设防优化参考范围，在这个基础上实现设防策划[1]。

二、地震人员伤亡估计与社会课接受死亡率

每次地震，都会造成人员伤亡与经济损失，只是每次程度都有所不同，特别是一些大地震，给人们造成的伤害是巨大的。它对社会产生着不稳定影响，必须采用一定手段来进行减震。最佳方法就是提高建筑的抗震标准，一来减少经济损失，二来减少伤亡率，正因为地震发生几率太小，我们又不得不去进行设防标准的提升，所以才更需要结合国家经济和发展水平，去分析确定社会可接受的地震伤亡率。

（一）社会可接受地震死亡率

标准的设防研究中，一般都会将所谓社会可接受死亡率定义为当下社会可接受范围内的地震死亡率。其一般都是将预期内的地震可能死亡人数当做设计准则。任意地区或城镇，它们发生的地震可以说都是小概率的，因此社会可接受的死亡率相对来说，也是以一定时期为计算范围的。狭义上它的概念与一个城镇地区的地震中人员死亡率基本是两个概念的内容、性质不同。

（二）设防后的人员伤亡率

我国数次大地震历史事故中，其死亡率高的原因都可归咎在建筑物的本身抗震设防因素上，因为这些建筑物具有十分高的倒塌率，所以造成的人员伤亡也基本都是具有很大的破坏程度。一旦使用合理措施，就会大大减小建筑崩塌，那么地震破坏程度也会明显降低，最终的人员死亡率必定也会得到明显控制，得到很大程度的降低效果。对于我国建筑物来说，设防原则为GBJII-89的规定，小震不坏、中震可修、大震不倒。换句话讲，就是需要按照标准的抗震规格进行设计，即使是有本基本设防强度高出一级左右的罕见大地震出现，基本上建筑物也不会有倒塌问题出现，基本可以确定为人员是安全的。只有遇到那些比规定意义上大的罕见更大特殊地震时，建筑物才会倒塌，才会有可能有人员伤亡问题出现[2]。例如，一个50万人口的中型城市，它的地震设防标准应当保证在死亡人数不高于25人，大体等于这个城市火灾年死亡人数的2到3倍即可，这种较低死亡率是在社会可承受范围之内的。例如：一些重大城市地区、高经济发展地区等，社会可接受范围地震死亡率在十万分之一范畴内，这就等于是这个地区全国交通事故死亡率的二十分之一，是特大暴雨洪水死亡率的二分之一，就拿一个人口过千万的城市来说，标准应当为预期内地震死亡人员不得超过100人，这个范围社会通常可以接受，属于低死亡概念。

三、浅析对地震设防结构的易损性

现在很多易损性经验矩阵的设计依据，都是通过设防结构震害资料进行的计算与统计，而不是直接进行设防结构的易损性估计[3]。目前国内实际地震方面的资料一般较少，对于设防结构的抗震能力想要结合这些资料上的经验进行破坏概率的分析是非常困难的事情，依据地震破坏程度进行的等级标准可进行五个划分等级，分别为基本完好、轻微、中等、严重损坏及倒塌这几个部分。

本着上述提到的小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震基本思想原则可以认为，只要将建筑的抗震设计按照这几个等级的影响反应来划分即可，也就是上面说的基本完好或中等破坏之类的不同破坏程度。当遭受罕见地震时，其破坏程度应当控制在严重破坏范围以内，或者只是部分建筑物发生了严重性破坏，但没有危及到人们的生命安全，指相当于中等破坏程度的部分轻微损坏，甚至少部分建筑还是保持基础完好状态。因为考虑到同一地区烈度也会因地面不用运动强度或者是频谱特点，进行程度不同的各种变化，所以即使是在一样的标准设计要求之下的一个建筑物体，也会因为很多不确定影响因素的相关作用，而发生不同的施工质量反应。因此，实际抗震能力也会有千差万别，个别原因及因素都需要进行严格考虑，也就是说同一烈度区域内的一个标准设防建筑，其实也会有多个不同差异性的破坏程度出现，这也属于一般现象，而我们所说的设防规范上面对于破坏程度的相关规定，也只是说是建筑可以达到的规范预定目标。举个例子来说，我国的唐山大地震，当时位于八度区的天津市区，其如果是按照气度设防要求来进行的抗震设计，74标准砖房在地震危害上的统计结果是；基本完好70%，轻微破坏程度与中等破坏程度分别是19.5%与98%，基本无倒塌和严重破坏问题出现。而且当时有2处中等破坏的4栋建筑物还是因为地基问题引发的大面积破坏。

总结：本文探讨的抗震设防标准优化基本思想，也就是怎样把地震带来的人员伤亡最大限度的限制在社会可接受水平范围内，这是非常符合当下我国基本国情的，反复讨论后，经过系列性修改，我们得出结论，想要建立符合现阶段设防结构的地震易损性矩阵，前提是必须有设防结构抗震能力的站计与分析，才可保证实际效果。

参考文献

[1]胡溧阳.浅谈抗震设防标准方案的优化措施[J].城市建设理论研究，2015,5（03）:56-58.

[2]林华.浅析我国抗震建设的具体发展现状[J].科教导刊，2016,3（08）:88-90.

[3]刘基鹏.对我国抗震设防技术的发展展望[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2016,9（23）:106-108.

作者简介

朱驰浩（1990-09），男，汉族，籍贯：浙江省嘉兴市，当前职务：建筑设计师，当前职称：助理工程师，学历：大学本科。

沈利锋（1991-08），男，汉族，籍贯：浙江省嘉兴市，当前职务：建筑设计师，当前职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：建筑。