钢筋混凝土结构中美规范地震作用的对比

第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2中美欧混凝土结构设计规范对比研究叶子健（北京建筑大学土木与交通工程学院，北京100044）［摘要］研究对比中美欧混凝土结构设计规范异同点，有助于解决涉外工程结构分析中产生沟通不到位的问题，为进一步扩大我国建筑行业对外交流奠定基础。

主要从混凝土结构基本设计特点、强度等级、二阶效应、结构构造以及抗震设计等各方面对中美欧混凝土设计规范相关内容的异同进行了阐述，得到了相关结论。

［关键词］设计特点；混凝土强度；二阶效应；结构构造；抗震设计中图分类号：TU470 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0512-07Comparative study on concrete structure design specification betweenChina, American and European CodesYE Zijian(School of Civil and Transportation Engineering, Beijing University ofCivil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)Abstract: The study coMPares the similarities and differences of concrete structure design codes in China, American and Europe, which is helpful to solve the problem of insufficient communication in the analysis of foreign-related engineering structure, and lays a foundation for further expanding the foreign exchange of China's construction industry.The similarities and differences of the basic design characteristics, concrete strength grade, second-order effect, structural structure and seismic design and other aspects of China, American and Europe concrete design code were introduced，and the related conclusion was obtained.Keywords: design features; concrete strength; second order effect; structural construction; seismic design0 引言随着“一带一路”国家战略的实施，我国土木工程建设单位所承接的境外工程项目日益增多，同时国外设计公司也逐渐进入国内市场。

中美混凝土抗震设计规范对比1概述近来我国在国际上承担的工程项目越来越多，很多国家和地区都要求采用美国规范设计，因此有必要学习美国规范，并了解美国规范与我国规范间的差异。

本文对比了中美两国规范中关于荷载组合、抗震设计基本原则（主要对比抗震设防目标和水准、建筑设计和建筑结构的规则性这两方面的内容）、抗震设计方法这三方面的内容。

对比的规范介绍如下：1、ASCE/SEI 7-10：是按概率极限状态设计原则和结构可靠度理论编制的，统一了美国各种结构设计规范的基本设计原则和荷载取值标准(包括地震作用的取值标准)及荷载效应的组合原则和计算公式、荷载分项系数及组合系数的取值规定等，类似于我国的荷载规范，并包括了类似于我国抗震规范中的抗震设防标准、地震动参数及地震作用的取值标准等内容。

2、UBC 97：Uniform Building Code, UBC——《统一建筑规范》是美国第一个带有建筑抗震内容的规范，第一版于1927年出版，由“国际建筑官员协会”（International Conference of Building Officials，即ICBO）出版发行，主要用于美国西部各州，是被广泛采用的规范之一。

3、IBC-2003：IBC规范第一版于2000年颁布，每三年修订一次，自此, 其他3本通用规范便不再更新, IBC 规范逐渐成为了美国全国唯一的通用建筑规范。

IBC规范的颁布与实施，取代了UBC、SBC和NBC等规范，从而使美国的新建建筑规范达到了统一。

在抗震设计方面，IBC大多引用了ASCE 7-10的内容。

可以把IBC视为一个规范门户，由它通向各个专门规范。

4、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）：《建筑抗震设计规范》是中华人民共和国国家标准，由中华人民共和国住房和城乡建设部主编。

按该规范进行抗震设计的建筑，其基本的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

【拓展知识1-6】中、美、欧、日抗震设计规范比较（1）抗震设防目标我国《建筑抗震设计规范》( GB50011—2010 )是“三水准设防目标”，即小震不坏，中震可修，大震不倒，分别对应于以50 年超越概率63% ，10% 和2% ～3% 的地震作用。

UBC 1997 抗震设防目标是“避免结构倒塌和人身伤亡”，采用单一的设防水准，即以50 年超越概率10% 的地震作用，地震设计重现期为475 年，作为基准设防地震作用。

IBC 2000 的抗震目标是“每个结构和结构部分，包括永远附在结构上的非结构组件、结构支撑物和附属结构都要设计并建为可抵抗ASCE 7 所指地震移动产生的效应”，而ASCE 7的抗震目标是“为设计、建造抗震建筑提供参考标准”。

其地震设计重现期是50 年内超越概率2% 的地震作用，重现期为2 500 年，作为基准设防地震作用。

（2）场地分类场地是决定地震作用的一个关键因素。

按照场地土的剪切波速，GB50011—2010 将场地土分为Ⅰ～Ⅳ四类，UBC 将场地分为SA ～SF 五类，相应于IBC 的A ～ F 五类。

表1.1中是其对应关系。

IBC，ASCE 7 和UBC 均指出“如果场地的土壤特性具体信息不充分，不能确定场地的级别，则划分其为D 类场地”。

表1-1. IBC(ASCE 7),UBC和GB50011-2010的场地类别（3）地震反应谱曲线GB50011—2010 根据全国各地地震烈度的不同，把全国分为6，7，8，9度四个设防烈度区，并把地震分为多遇地震和罕遇地震两个水平，给出相应的水平地震影响系数最大值αmax。

并按近远震，分为三个地震设计组，和场地类别结合，给出特征周期T g。

根据αmax和T g给出反应谱曲线。

UBC 将全美国各地按照其烈度不同，分为5 个区，按烈度从小到大依次为0 度区、1 度区、2A 度区、2B 度区、3 度区和4度区。

对应不同的震区，有不同的震区影响系数Z，UBC 的地震影响系数曲线见图1.*。

中美两国钢结构抗震设计对比分析钢结构建筑应用日益广泛，在设计时仍需考虑地震作用，就中国和美国在钢结构抗震设计方面的不同进行了对比分析。

标签：钢结构；抗震设计；中国和美国doi：10.19311/ki.16723198.2016.12.0941美国钢结构抗震设计的发展1923年，美国钢结构协会制定了第一个钢结构设计规范，该规范是以容许应力为基本原则的设计法，经过多次修改，在1961年，其格式与内容基本上形成了固定模式。

1986年，AISC规范委员会提出了以概率理论为基础编写的荷载和抗力分项系数钢结构设计规范，简称LRFD。

以概率理论为基础编写的ASCE/SEI 7—05，作为美国各种设计理论依据，后该理论被不断修改与改进。

美国工程结构抗震设计大体上分为三种，国家标准、协会标准以及地方标准。

发展过程大致经过初创、发展、统一几个阶段。

1925年，出现了第一个建筑结构抗震设计规范UBC，紧接着又出现了NBC，SBC。

美国的抗震目标是把地震伤害降到最小化，即那些专门为人民提供生命安全、财产安全保障的设施，要按照他们的作用进行改造，加强它们的防震性能，使它们在震后也能正常的运行工作。

该抗震目标把抗震强度分为两个等级，即“设计地震”和“最大考虑地震”。

“最大考虑地震”是指五十年的超越概率为百分之二的地震；“设计地震”的加速度是“最大强度地震”的三分之二。

2中国抗震设计规范中国抗震规范提出的抗震目标为三水准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

第一水准是指，当某地区所受到的地震强度伤害低于该地区所预防的强度时，遇到这种地震，震后可以不用修复，继续正常使用；第二水准是指，当某地区所受到的地震强度伤害等于该地区所预防的地震强度时，建筑物可能会受到小的或局部损伤，只需进行简单的修理甚至不用修理，就可以继续使用；第三水准是指，当某地区遇到的地震强度远大于他所预防的强度时，不会导致房屋坍塌或危及到人的生命财产安全。

其中，小震五十年的超越概率为63.2%；中震是指五十年的超越概率为10%，相当于美国的“设计地震”等级；大震是指五十年的超越概率为2%到3%，相当于美国的“最大考虑地震”等级。