前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及鑒定標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展淺析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。
摘要:主要從抗震設(shè)計(jì)及鑒定規(guī)范更替對(duì)地震作用的影響出發(fā),通過對(duì)我國(guó)抗震及鑒定規(guī)范發(fā)展的梳理,以探究各個(gè)時(shí)期規(guī)范的不同點(diǎn)及相關(guān)性,結(jié)合一段時(shí)期以來我國(guó)房屋設(shè)計(jì)抗震水平的發(fā)展對(duì)既有建筑抗震鑒定工作的影響,闡明不同時(shí)期、不同發(fā)展階段建造的房屋,與現(xiàn)行抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性,為結(jié)構(gòu)抗震鑒定工作提供一定的幫助。
關(guān)鍵詞:抗震規(guī)范;鑒定標(biāo)準(zhǔn);地震作用
1概述
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止到2020年,我國(guó)既有建筑的保有量接近600億m2,大量既有建筑由于歷史原因及現(xiàn)實(shí)問題,均面臨著加固改造、功能提升等問題,20世紀(jì)50年代以前,我國(guó)建造了大量的建筑,由于當(dāng)時(shí)我國(guó)的具體國(guó)情及科技水平,這些建筑大都沒有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)或抗震設(shè)防水平較低,現(xiàn)如今,這些建筑中仍有相當(dāng)大體量仍處于服役狀態(tài),供人們生產(chǎn)及生活所用,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展及科學(xué)水平的提升,在當(dāng)時(shí)背景下建造的多數(shù)房屋已不能滿足我國(guó)現(xiàn)階段的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),對(duì)此類建筑開展抗震鑒定工作,了解既有房屋的現(xiàn)有抗震水平,并進(jìn)行抗震加固,是新時(shí)期亟需解決的具體問題。羅開海等[1]對(duì)我國(guó)建筑抗震設(shè)防水準(zhǔn)的現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行了梳理和分析,并對(duì)我國(guó)建筑抗震設(shè)防水準(zhǔn)進(jìn)一步發(fā)展需要研究和完善的問題進(jìn)行了總結(jié)和展望。宇文興偉[2]對(duì)我國(guó)既有磚混房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定與加固設(shè)計(jì)研究的重要性及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了概括性地論述,明確了我國(guó)目前建筑行業(yè)發(fā)展的方向以及對(duì)既有建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定和加固設(shè)計(jì)研究等相關(guān)工作的意義,并通過工程實(shí)例,給出了既有磚混結(jié)構(gòu)的抗震鑒定及加固方法。通過對(duì)歷次地震震害的調(diào)查,嚴(yán)格按照相關(guān)時(shí)期的抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的房屋或經(jīng)過抗震鑒定后進(jìn)行加固的房屋,在歷次地震中,均基本完好,未設(shè)防或設(shè)防水平較低后期沒有進(jìn)行抗震加固的房屋,在歷次地震中震害明顯,甚至有的房屋已經(jīng)坍塌。震害損傷如圖1~圖4所示。本文旨在通過對(duì)我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂過程的梳理及相應(yīng)時(shí)期抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的頒布,了解不同時(shí)期、不同背景下我國(guó)抗震規(guī)范對(duì)建筑抗震的影響及抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,并通過對(duì)建筑荷載規(guī)范的歷次修訂,闡述荷載變化對(duì)結(jié)構(gòu)地震作用的影響,對(duì)抗震鑒定有一個(gè)具體的把握。
2建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展
我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范始于新中國(guó)成立后,20世紀(jì)50年代后期,我國(guó)相繼開展了建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的編制工作,1959年及1964年,我國(guó)編制了《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(草案稿)》(未頒發(fā)),1966年邢臺(tái)地震后,在京津地區(qū)抗震辦公室的領(lǐng)導(dǎo)下,編制了《京津地區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(69暫行規(guī)定),作為地區(qū)性的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,從69暫行規(guī)定開始,我國(guó)7度地區(qū)的一些基本建設(shè),已經(jīng)開始采取抗震設(shè)防工作。直至1974年,我國(guó)才正式頒布了第一本指導(dǎo)全國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范,即TJ11—74工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(試行),試行時(shí)間為1974年12月1日。這本規(guī)范的頒布,標(biāo)志著我國(guó)全面進(jìn)入房屋抗震設(shè)計(jì)時(shí)期,為后續(xù)的抗震規(guī)范的修訂及編寫提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1976年,隨著唐山大地震的發(fā)生,我國(guó)對(duì)74版抗規(guī)進(jìn)行修訂,在1978年,我國(guó)頒布了TJ11—78工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(簡(jiǎn)稱78抗規(guī))為全國(guó)通過設(shè)計(jì)規(guī)范,施行時(shí)間為1979年8月1日。78抗規(guī)吸取了唐山地震的震害經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)了我國(guó)抗震水平的發(fā)展。在1989年及2001年,我國(guó)又對(duì)抗震規(guī)范進(jìn)行了修訂,并相繼頒布了GBJ11—89建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(簡(jiǎn)稱89抗規(guī)),自1990年1月1日起施行及GB50011—2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(簡(jiǎn)稱01抗規(guī)),自2002年1月1日起施行。01版抗規(guī)的實(shí)施,標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入結(jié)構(gòu)抗震新的發(fā)展時(shí)期,基礎(chǔ)理論趨于完善,2008年5·12大地震后,我國(guó)對(duì)01版抗規(guī)進(jìn)行局部修編,總結(jié)了汶川地震的經(jīng)驗(yàn),并頒布了GB50011—2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(08版)。2010年至今,我國(guó)又頒布了GB50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(簡(jiǎn)稱10抗規(guī))[3],施行日期2010年12月1日及GB50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2016版)。
3建筑抗震規(guī)范修訂對(duì)多遇地震作用的影響
在1974年抗規(guī)以前,我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)房屋的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以抗震構(gòu)造措施為主進(jìn)行設(shè)計(jì),按照我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的原則,1974年抗規(guī)在進(jìn)行地震作用計(jì)算時(shí),引入了結(jié)構(gòu)影響系數(shù)。對(duì)于74抗規(guī)(試行)及78抗規(guī),即Q0=Cα1Geq,其中Q0為底部總地震剪力;C為結(jié)構(gòu)影響系數(shù),對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)房屋取0.3,對(duì)砌體結(jié)構(gòu)取0.35;α1為地震影響系數(shù),對(duì)于多層框架結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu),因地震影響曲線一般在水平段,則α=αmax,不同抗震設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)各計(jì)算參數(shù)及總地震基底剪力如表1所示。89抗規(guī)取消了結(jié)構(gòu)影響系數(shù),并引入了抗震等級(jí)的概念,對(duì)抗震設(shè)計(jì)實(shí)行三水準(zhǔn)兩階段的設(shè)計(jì)理念,考慮了強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)連接弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法,抗震承載力分項(xiàng)系數(shù)γRa,此時(shí)基底剪力Q0=α1Geq,α1=αmax,不同抗震設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)各計(jì)算參數(shù)及總地震基底剪力如表2所示。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu),抗震承載力分項(xiàng)系數(shù)取值范圍為0.75~0.85,對(duì)于砌體結(jié)構(gòu),抗震承載力分項(xiàng)系數(shù)取值范圍為0.9~1.0,又由于89抗規(guī)以前采用的計(jì)算方法為單一系數(shù)法,89抗規(guī)開始采用多系數(shù)的可靠度設(shè)計(jì)方法,綜合考慮各個(gè)系數(shù)的調(diào)整,89抗規(guī)在考慮抗震承載力分項(xiàng)系數(shù)后,其地震作用大體與74及78抗規(guī)相當(dāng)[4]。01抗規(guī)計(jì)算地震力方法基本與89抗規(guī)一致,考慮到89抗規(guī)的場(chǎng)地設(shè)計(jì)特征周期比01抗規(guī)減少10%,且材料強(qiáng)度大致為01抗規(guī)系列規(guī)范的1.05~1.15,于是可以認(rèn)為89抗規(guī)地震作用大致相當(dāng)于01抗規(guī)的0.88倍[5]。10抗規(guī)地震作用計(jì)算方法、場(chǎng)地特征周期等與01抗規(guī)保持一致,但較01抗規(guī),10抗規(guī)提高了強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎等內(nèi)力調(diào)整系數(shù),具體見表3。
4建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
我國(guó)的抗震鑒定工作始于唐山大地震之后,為了吸取唐山地震中建筑物及構(gòu)筑物的震害經(jīng)驗(yàn),我國(guó)頒布了第一本建筑抗震鑒定規(guī)范,即TJ23—77工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn),并于1977年12月1日開始試行,這本規(guī)范在74抗規(guī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂,考慮當(dāng)時(shí)我國(guó)的國(guó)情及經(jīng)濟(jì)狀況,77鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在按74抗規(guī)進(jìn)行抗震強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí),安全系數(shù)可取不考慮地震作用時(shí)數(shù)值的65%,低于74抗規(guī)規(guī)定的不小于80%。1995年,在89抗規(guī)的基礎(chǔ)上,我國(guó)頒布了GB50023—95建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn),并于1996年6月1日正式實(shí)施,95抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)引用了89抗規(guī)的設(shè)計(jì)方法,并將房屋按不同結(jié)構(gòu)類型分為一級(jí)鑒定及二級(jí)鑒定,綜合考慮了結(jié)構(gòu)抗震承載能力及結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施的影響,并規(guī)定對(duì)混凝土結(jié)構(gòu),承載力抗震影響系數(shù)可取設(shè)計(jì)規(guī)范的0.85倍,也體現(xiàn)了我國(guó)的具體國(guó)情及針對(duì)老舊房屋所采用的有針對(duì)性的方法。2009年,在充分總結(jié)汶川大地震的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,我國(guó)對(duì)95抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂,并于2009年6月5日頒布了GB50023—2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn),新規(guī)范于2009年7月1日開始實(shí)施,此本規(guī)范,系統(tǒng)的將我國(guó)既有房屋按照建設(shè)年代分為A,B,C三個(gè)類別,針對(duì)不同的建設(shè)年代,規(guī)定了采用不同的鑒定方法,即在20世紀(jì)70年代以前建造的既有房屋,其后續(xù)使用年限不應(yīng)少于30a,在80年代建造的既有房屋,后續(xù)使用年限不宜少于40a,且不得少于30a,為A類建筑,在90年代建造的既有建筑,后續(xù)使用年限不宜少于40a,條件許可時(shí)應(yīng)采用50a,在2001年以后建造的既有建筑,后續(xù)使用年限宜采用50a。后續(xù)使用年限30a,40a,50a,分別對(duì)應(yīng)A類、B類、C類建筑。對(duì)于A類建筑,在70年代及以前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱,在當(dāng)時(shí)的大的背景下,我國(guó)建造了一批不設(shè)防或設(shè)防烈度較低的建筑,針對(duì)此類房屋,考慮鑒定后的加固量及實(shí)際情況,規(guī)范規(guī)定,仍按95抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑒定,此時(shí)的地震作用大致相當(dāng)于01抗規(guī)的0.75倍。對(duì)于B類建筑,在建造此類建筑時(shí),我國(guó)已有較為成熟的抗震規(guī)范,全國(guó)大部分區(qū)域基本處于抗震設(shè)防區(qū)域,此類建筑一般是在78抗規(guī)及89抗規(guī)的規(guī)定下進(jìn)行設(shè)計(jì)并建造完成的,由前文分析,兩本規(guī)范的地震作用大致相當(dāng),規(guī)范規(guī)定,此類建筑仍采用89抗規(guī)進(jìn)行鑒定,地震作用大致相當(dāng)于01抗規(guī)的0.88倍。對(duì)于C類建筑,即按01抗規(guī)及以后設(shè)計(jì)的既有房屋,規(guī)定直接按現(xiàn)行國(guó)家抗規(guī)進(jìn)行鑒定,由于10版抗規(guī)的施行,相對(duì)01抗規(guī),內(nèi)力調(diào)整系數(shù)有了提高,可能會(huì)引起地震作用的增大。
5建筑荷載規(guī)范的發(fā)展對(duì)地震作用的影響
我國(guó)的荷載規(guī)范編制始于建國(guó)初期,1954年及1958年我國(guó)相繼編制了《荷載暫行規(guī)定》結(jié)規(guī)1-54及結(jié)規(guī)1-58,這兩本規(guī)范主要以引進(jìn)蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)為主,直至1974年,我國(guó)才真正頒布了自主的并且較為完整的荷載規(guī)范,即TJ9—74工業(yè)與民用建筑荷載規(guī)范,1987年,在大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,以GBJ68—84建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則,基于概率論極限設(shè)計(jì)方法的荷載規(guī)范開始頒布,后續(xù)我國(guó)又相繼頒布了GB50009—2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范,GB50009—2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(2006版)及GB50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范,縱觀荷載規(guī)范的發(fā)展,對(duì)于一般民用建筑,活荷載有較大提高,住宅、宿舍、旅館等從1.5kN/m2提高到2.0kN/m2,教室等從2.0kN/m2提高到2.5kN/m2,食堂等荷載沒有變化,對(duì)于一般工業(yè)建筑,與歷次荷載規(guī)范值相同,一般仍取2.0kN/m2[6]。根據(jù)長(zhǎng)期以來對(duì)建筑荷載的把握,一般多層及高層建筑的豎向荷載平均值約為15kN/m2,框架結(jié)構(gòu)大約為12kN/m2~14kN/m2,剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)大約為14kN/m2~16kN/m2,砌體結(jié)構(gòu)大約為18kN/m2~20kN/m2。綜合來看,活荷載在混凝土及砌體結(jié)構(gòu)形式中所占的比重較小,約占全部豎向荷載的15%~20%[7],規(guī)范修訂,建筑活荷載的提高,對(duì)地震作用的影響較小,在鑒定工作定性判斷中,可不考慮此部分影響。
6結(jié)語
對(duì)20世紀(jì)70年代以前建造的房屋,未經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)或抗震設(shè)防水平較低,經(jīng)過可靠性鑒定仍可繼續(xù)使用的,采用95版鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑒定,一般仍需要進(jìn)行抗震加固;對(duì)采用89抗規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的房屋,抗震鑒定仍采用89抗規(guī),對(duì)于施工質(zhì)量無缺陷,材料強(qiáng)度無退化,使用功能無改變,可初步判定抗震水平滿足相應(yīng)規(guī)范要求;對(duì)2001年之后建造的房屋,抗震鑒定采用10抗規(guī)(16版),由于地震分組、內(nèi)力調(diào)整系數(shù)等進(jìn)行了調(diào)整,抗震鑒定時(shí)應(yīng)引起注意。開展既有結(jié)構(gòu)的鑒定工作,要結(jié)合鑒定標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范,按照老房子老方法,新房子新方法的鑒定理念,充分了解既有建筑的歷史情況,掌握其設(shè)計(jì)資料,在開展具體鑒定工作前,能夠定性把握建筑的抗震性能。鑒定工作過程中,應(yīng)重點(diǎn)把握建筑的使用功能、地震設(shè)防烈度及設(shè)防類別的變化。材料強(qiáng)度因碳化、風(fēng)化等隨時(shí)間的變化引起的降低,可能會(huì)影響最后的鑒定結(jié)果。本文僅就地震作用的變化對(duì)抗震鑒定的影響進(jìn)行分析,為了滿足我國(guó)現(xiàn)有房屋小震不壞、中震可修、大震不倒的設(shè)計(jì)思想,鑒定過程中應(yīng)結(jié)合抗震構(gòu)造措施,對(duì)既有建筑進(jìn)行綜合評(píng)判。對(duì)既有建筑的改建、擴(kuò)建進(jìn)行鑒定,應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
作者:宋春雷 單位:中電投工程研究檢測(cè)評(píng)定中心有限公司