【抗震规范应用强度折减系数的现状及分析_翟长海】强度折减系数

第26卷第2期2006年4月

地 震 工 程 与 工 程 振 动

EARTHQUAKE ENG I NEER I NG AND ENG I NEER I NG V IBRAT I ON

V o. l 26, N o . 2

A pr . 2006

文章编号:1000-1301(2006) 02-0001-07

抗震规范应用强度折减系数的现状及分析

翟长海, 谢礼立

1

1, 2

(1. 哈尔滨工业大学土木工程学院, 黑龙江哈尔滨150090; 2. 中国地震局工程力学研究所, 黑龙江哈尔滨150080)

摘要:世界上大多数的抗震规范都采用了基于强度的设计方法, 强度折减系数是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素, 提高强度折减系数的可靠性已经被认为是提高现有抗震规范可靠性的有效途径。本文主要介绍了抗震研究处于世界先进水平的美国(U BC97) 、欧洲(EC8) 、日本、墨西哥、加拿大、中国等国家抗震规范中强度折减系数取值的有关规定, 然后给出了各国学者关于规范规定的强度折减系数的一些重要讨论和分析, 最后指出了世界各国应用强度折减系数过程中存在的不足, 指出了需进一步研究的问题。

关键词:强度折减系数; 抗震规范; 合理取值中图分类号:P315. 951

文献标识码:A

State -of -art of applications of strength reduction

factors i n seis m ic design codes

Zha iChangha i , X ie L ili

1

1, 2

(1. Schoo l ofC i vil Engi n eeri ng , H arb i n Insti tute of Techno l ogy , H arb i n 150090, Ch i n a ; 2. Instit u te ofEng i neeri ng M echan ics ,

Ch i na E arthqu ake Adm inistrati on, H arb i n 150080, C h i na)

Abst ract :The force -based se is m ic desi g n m ethod is adopted by most of the seis m ic codes i n t h e w orld . In force -based se i s m ic design m ethod , strength reducti o n factors is a key factor i n deter m i n i n g se i s m ic design force . I n t h is paper the prov i s ions on the strength reduction factors in US seis m ic code (UBC1997),Eurcode 8, Japanese Build -i n g Standard La w , M ex ico se is m ic code , Canada seis m ic code and Ch i n ese seis m ic codes are summ ar ized and so m e

m portant re m ar ks on the applicati o n of strength reducti o n factors i n seis m ic codes are presented i . A t the end, the ex isti n g proble m s i n the fie l d are po i n ted , and the trends o f future study are discussed . K ey w ords :strength reduction factors , se is m ic design code , reasonable va l u e

引言

世界上大多数的抗震规范都采用了基于强度的设计方法(force -based design m ethod), 在相当长的时间内, 强度设计方法仍将是抗震规范中应用的主要方法。在强度设计法中, 设计地震力通常通过强度折减系数(strength reducti o n factors) 折减结构在设计地震加速度作用下可能产生的弹性地震力, 因此强度折减系数是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素, 提高强度折减系数的可靠性已经被认为是提高现有抗震规范可靠性的有效途径。应该指出的是, 在现代抗震设计中, 强度折减系数的应用必须要求结构具有一定的塑性能力来做保证, 如果构件不允许进入塑性阶段或是构造细节不能使结构具有相应的耗能能力, 是不能

收稿日期:2005-07-24; 修订日期:2005-09-08

基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金项目([1**********]); 黑龙江省自然科学重点基金项目(ZJ G03-03) :(, ,

2 地 震 工 程 与 工 程 振 动 26卷

采用强度折减系数来设计的。

[1]

不同的国家、不同的研究者对于强度折减系数的称谓不同, 如:在美国的UBC (UBC, 1997) 中称为结构反应修正系数(R ) (str uctural response m odificati o n factor) 、在欧洲规范(q ) (behavior facto r) 、在新西兰荷载标准规范

[4]

[3]

[2]

(EC8, 1994) 中称为性能系数

[6~9]

(NZS , 1992) 中称为结构性态系数(S p ) (structura l perf o r m -

ance factor) 、在日本结构标准规范(I A EE , 1992) 中称为延性因子(1/D s ) (ductility facto r) 、我国规范则称为结构影响系数C (强度折减系数的倒数) 等, 本文为简便起见, 通称为强度折减系数。本文主要介绍了抗震研究处于世界先进水平的美国(UBC97)、欧洲(EC8) 、日本、墨西哥、加拿大、中国等国家抗震规范中强度折减系数取值的有关规定, 然后给出了各国学者关于规范规定的强度折减系数的一些重要讨论和分析, 最后指出了世界各国应用强度折减系数过程中存在的问题, 讨论了需进一步研究的问题。这样, 比较世界各国的抗震设计规范, 及时跟踪世界规范的发展趋势, 借鉴其它国家在抗震方面的宝贵经验, 从而不断改进我国的抗震规范。

1 世界各国抗震规范关于强度折减系数的相关规定

1. 1 美国规范

强度折减系数在UBC97规范中称为结构反应修正系数(structural response modificati o n factors) R, 规范规定结构反应修正系数R 除考虑了结构的能量耗散能力、结构的冗余度、结构自振周期和阻尼的影响外, 还考虑了附属支撑结构以及结构所用的材料和体系在过去地震中的性能, UBC97根据结构体系的类型给出了相应的反应折减系数R, 见表1。

表1 美国UBC97规范中规定的结构反应修正系数R T ab l e 1 The struc t ura l response m odifica ti on factors used i n U BC 97

结构体系

承重墙体系bear w all s yste m

轻型木框架剪力板墙w ood light -fra m ed wa ll s w ith s hear pan el s 钢筋混凝土或砌体剪力墙concret e or m ason ry shear w alls 钢支撑框架steel paced fra m es

重型木支撑框架heavy ti m ber paced fra m es 框架结构体系bu il d i ng fra m e s yste m

偏心支撑钢框架st eel eccen tricall y b raced fra m e

轻型木框架剪力板墙w ood light -fra m e w all s w ith s h ear panel s 混凝土剪力墙concrete s h earw all s 砌体剪力墙m as on ry shear w alls

普通支撑钢框架st eel ord i nary paced fra m es 重型木支撑框架heavy ti m ber paced fra m es

特殊中心支撑钢框架s t eel special concen tri call y b raced frames 抗弯框架体系m o m en t -res i sti ng fra m e syste m s

钢或混凝土特殊抗弯框架steel or con crete specialm o m ent -resisti ng fra m es 砌体抗弯墙框架m ason ry m o m ent -resistance w all fra m es 特殊桁架抗弯钢框架s t eel special tr u ss m o m ent fra m e 双体系dual s yste m

混凝土剪力墙-特殊抗弯框架con crete s hear w alls w it h s m rf (s p eci a lm o m en t -resistance fra m e) 砌体剪力墙-特殊抗弯框架m asonry s h ear w all s w ith SM RF

砌体剪力墙-砌体抗弯墙框架m asonry s h ear w all s w ith m as onry M R W F (m o m ent -res i sti ng w all fra m e) 钢偏心支撑框架-钢特殊抗弯框架steel eccen tri call y paced fra m es w i th steel SM RF 普通钢支撑框架-钢特殊抗弯框架steel ord i nary b raced fra m es w it h st eel S M RF

钢中心支撑框架-钢特殊抗弯框架steel s p eci al con centri cally paced fra m es w i th steel SM RF 倒摆结构i nverted pendu l um

悬臂柱结构cantilevered col umn ele m ents

2. 28. 55. 56. 08. 56. 57. 58. 56. 56. 57. 06. 55. 55. 55. 65. 66. 45. 54. 54. 42. 8R

, R =R L R d ,

2期翟长海等:抗震规范应用强度折减系数的现状及分析3

系数, R d 为结构超强, 说明中对它们之间的关系进行了清晰的解释:目前关于强度折减系数的理论研究大都是基于单自由度体系进行的, 而实际结构并不是单自由度体系, 通常具有多个冗余度。在地震作用下, 在结构某个受力最大构件产生显著屈服形成塑性铰后, 随着地震作用的不断增加, 出现连续的塑性铰, 直至结构完全屈服。结构中的第一个塑性铰相当于单自由度体系的屈服, 故结构的强度折减系数是相对于第一个塑性铰而言的, 而不是相对于结构完全屈服而言的, 因此结构强度折减系数包含了结构延性作用和超强。1. 2 欧洲规范

强度折减系数在欧洲规范EC8中称为性能系数(behav ior factor) q , EC8规范中规定:性能系数q 为对应5%阻尼比的结构保持完全弹性所需要的强度与结构的设计强度之比, 规范根据结构所用的材料、结构体系以及结构具有的延性能力给出了不同的性能系数取值。

对钢筋混凝土结构来讲, 规范根据结构耗散能量的能力将结构分为低、中和高三个延性等级(ductility classes) 。对应三个延性等级, 规范分别给出了三种不同的性能系数值。

q =q 0#k D #k R #k w E 1. 5

(1)

其中, q 0为性能系数基本值, 取决于结构类型, 见表2。规范规定:当结构的工程质量可以保证时, 可以适当提高q 0的数值, 但提高的数值不能超过20%; k D 为反映延性等级的系数, 对高、中、低延性, k D 分别等于1、0. 75、0. 5; k R 为反映结构沿高度是否规则的系数, 对规则结构, k R =1; 不规则结构k R =0. 8; k w 为反映结构破坏模式的系数(factor reflecti n g the preva ili n g fail u re m ode in structura l syste m s w ith w alls), 对框架或可等效为框架的等效双体系, k w =1; 其它情况(如剪力墙结构、核心筒结构), k w =1/(2. 5-0. 5#a 0), A 0为界限高宽比(preva ili n g aspect rati o ) 。

表2 欧洲规范EC8规定的性能系数基本值q 0T able 2 T he behav i o r factors q 0used in EC 8

结构类型

框架体系fra m e syste m

等效框架Fra m e equ ivalent

双体系dual s yste m

等效墙加耦联墙W all equ i valen t , w i th coup led w all s 等效墙加非耦联墙W all equ i valen t , w i th un coup l ed w alls

剪力墙体系w all s yste m 核心筒系统core sys t e m

倒摆系统i nverted pendu l um s yste m

带耦联墙w it h coupled w alls 带非耦联墙w it h uncoup led wa ll s

q 05. 05. 05. 04. 55. 04. 03. 52. 0

钢结构的性能系数也是按结构体系的类型给出的, 对规则结构可按规范中的相应图表选用; 对竖向不规则结构, 各结构体系对应的性能系数应折减20%后才能应用。对于钢框架结构的设计, 性能系数的计算公式如下:

q =5(A u /A 1) F 8

式中, A A u 、1分别为对应结构出现首个塑性铰和倒塌的基底剪力系数。

表3 欧洲规范EC8规定的砌体结构性能系数与加拿大一样, 欧洲规范用了一个复合的强度折减系数

[10]

(2)

, 对每种结构体系给出了一个恒定的由T ab l e 3 The behav ior facto rs fo r m asonry struc t ures used in EC 8

砌体类型

无筋砌体结构unrei nforced m ason ry 约束砌体结构confi ned m asonry 配筋砌体结构rei n f orced m as onry

性能系数

1. 52. 02. 5

结构非弹性耗能引起的折减系数及需要设计者计算的结构超强系数(overstreng th) (结构的超强定义为

结构实际的强度与设计强度的比值), 或可以保守地认为结构超强系数为1. 2, 这个系数比加拿大规

范给出的1. 67更为保守。砌体结构的性能系数按表3给出。1. 3 日本规范

结构特征系数(structura l factor) D s 是一个取决于结构材料、结构类型以及关键反应参数(key response para m eter) 的系数, 表4为与钢框架结构对应的D s 在1981年建筑结构标准法(BSL) 中的取值, 这些值的变化范围在0. 25与0. 5之间。

对钢筋混凝土结构来讲, D s 的值在0. 3与0. 55之间, 如表5所示。钢-钢筋混凝土组合结构的D s 值比表, D

4 地 震 工 程 与 工 程 振 动 26卷

同, 其在应用的时候并不是将弹性作用力进行折减用于设计, 而是在第二水准设计中, 用这个系数将弹性作用力进行折减, 并与结构的最大承载力进行比较。

表4 日本规范规定的钢框架结构的结构特征系数D s

T ab l e 4 The struc t ura l charac teristic factors D s for

stee l frame used i n Japanese code

框架类型

构件特性延性极好

(excell en t ductilit y) 延性比较好(good ductili ty) 延性一般

(fai rly ductility) 延性差

(poor ductilit y)

(1) 延性框架0. 250. 300. 350. 40

(2) 中心支撑框架0. 350. 400. 450. 50

(3) 除第(1) 和

(2) 外的框架

0. 300. 350. 400. 45

构件特性延性极好

(excellent du ctilit y) 延性比较好(good du ctilit y) 延性一般

(fairl y ductili ty) 延性差

(poor du ctilit y)

(1) 延性框架0. 300. 350. 400. 45

表5 日本规范规定的钢筋混凝土框架结构的结构特征系数D s

T ab le 5 T he struct u ra l character i sti c factors D s for

RC fra m e used in Japanese code

框架类型(2) 中心

支撑框架0. 400. 450. 500. 55

(3) 除第(1) 和

(2) 外的框架

0. 350. 400. 450. 50

1. 4 墨西哥规范

墨西哥规范用折减系数Q c 将弹性反应谱折减到设计地震力水平。折减系数Q c 是一个随周期变化的系数, 当结构满足规范给出的规则性条件时(当不满足时, 需乘上0. 8的系数), 可用下式计算:

Q c =

1+(Q-1) T

T A

(3)

Q T E T A

其中, T 为结构的自振周期, T A 为设计反应谱的特征周期(反应谱的短周期频段过渡到反应谱平台段的周期), Q 是体系性能系数(seis m ic behav i o r factor), 它随体系的材料类型、结构强度和刚度规则性的变化而变化, 对钢筋混凝土框架体系来讲, Q 的值在1与4之间。1. 5 加拿大规范

加拿大规范中的强度折减系数根据结构的类型及结构具有的延性能力确定。加拿大规范中给出的强度折减系数(FRF) 表达式为:

FRF =R /U(4) 其中, U 定义为一个恒定系数0. 6, 且FRF=R L 8, 从这里可以看出, R L =R, 8=1/0. 6=1. 67, 也就是说, 加拿大规范中应用了一个复合的强度折减系数, 其中明确考虑了结构由于非弹性耗能而引起的强度折减(=R ) 及恒定的结构超强(=1/U) 1. 67。1. 6 中国规范

我国的抗震规范经历了地震区建筑规范(1959)

[5]

表6 564规范6规定的结构影响系数

T able 6 T he structura l i nfl uence fac t o rs C used i n 64c Ch i nese se i s m i c code

建筑类型

一般房屋建筑

烟囱、水塔、无线电塔等高耸柔性结构一般桥梁

特大跨度或特高的桥梁

不容许发生裂缝或塑性变形的特殊建筑

重要构件的连接, 如屋架、桥梁的支座、铰、锚栓等重要的设备

结构影响系数C 值

1/3

1/21/31/22/3~11/21

、地震区建筑设计规范(草案

稿) (1964) 、工业与民用建筑抗震设计

[7]

规范(TJ11-74) (试行) 、工业与民用建筑抗震设计规范(T J11-78)

[11]

[8]

[6]

、建筑抗震

设计规范(GB J11-89) 、建筑抗震设计

[12]

规范(GB50011-2001) 的发展过程, 可以说每次规范的修订都吸取了国内外大地震的经验教训、采用了地震工程最新的科

研成果、考虑了我国的经济条件和工程实际。

559规范6未采用结构影响系数C (强度折减系数的倒数) 的概念, 564规范6、574规范6、578规范6引入了结构影响系数C 的概念, 取值主要取决于结构的类型。我国规范最初是参考前苏联规范编制的, 但前苏联地震荷载公式中的地震系数很小, 比如烈度8度对应的地震系数仅为1/40,远小于强震观测的加速度值(即0. 1), 目前我国抗震规范8度地震系数采用正确值0. 1, 而引入一个结构影响系数进行折减, 结构影,

2期翟长海等:抗震规范应用强度折减系数的现状及分析

表7 574规范6中规定的结构影响系数C 值T able 7 T he structura l i nfl uence f ac t o rs C used i n

74c Ch i nese seis m i c code

建筑物分类

钢、木及钢筋混凝土结构房屋砖结构房屋及钢筋混凝土内框架房屋烟囱、水塔及高柔构筑物

结构影响系数C 值

0. 300. 350. 40

5

564规范6、574规范6规定的结构影响系数分别

见表6、表7。

578规范6中关于地震作用的计算与574规范6相类似, 只是结构影响系数的具体规定有所变化, 见表8。文献[13]指出规范TJ11-78规定的结构影响系数相当于地震烈度的降低, 结构影响系数对应的烈度降低值也表示在表8中。

表8 578规范6中规定的结构影响系数C 与对应的烈度降低值$I T able 8 T he structural i nfl uence factors C and the co rrespondi ng reducti on of

earthquake i ntensity $I used i n 78c Chinese se is m ic code

结构类型

钢

钢筋混凝土

钢筋混凝土抗震墙钢筋混凝土抗震墙无筋砌体结构

多层内框架和低层全框架

钢柱

铰结排架钢筋混凝土柱

砖柱

烟囱、钢水塔等钢筋混凝土高柔结构砖各类木结构框架结构

C 0. 250. 300. 30-0. 350. 35-0. 40

0. 450. 450. 300. 350. 400. 350. 400. 500. 25

$I 2. 00

1. 741. 74-1. 511. 51-1. 32

1. 151. 151. 741. 511. 321. 511. 321. 002. 00

589规范6在强度校核时, 地震作用的计算不再用结构影响系数折减地震力, 而是直接改用对应于小震的地震影响系数按完全弹性分析进行, 而对应于小震的地震影响系数是根据下面的方法得到的:利用45个城镇的地震危险性分析得出烈度服从极值III 型分布, 而基本烈度对应的超越概率为10%, 小震对应众值烈度(其超越概率为63%), 这样, 推得基本烈度与小震之间的差值为1. 55度, 从而得到折减系数为3左右

[13]

表9 5建筑工程抗震性态设计通则6规定的结构影响系数

T ab le 9 T he struct u ra l i nfl uence facto rs C used in Chi nese G enera lR ule f o r Pe rf o r m ance -based Se is m ic D esi gn of Bu ildi ngs

结构材料

抗震结构体系框架结构

中心支撑框架结构偏心支撑框架结构框架-中心支撑框架框架-偏心支撑框架各种筒体和巨型结构倒摆式或柱系统结构

框架结构框-排架结构框架-抗震墙结构板柱-抗震墙结构板柱-框架结构框架-核心筒体结构

筒中筒结构落地抗震墙结构局部框支抗震墙结构倒摆式或柱系统结构

框架结构框架-筒体结构框架-抗震墙结构筒中筒结构

粘土砖、多孔砖砌体墙结构

小砌块砌体墙结构底部框架-抗震墙结构多排柱内框架结构

结构影响系数

0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. [***********][***********][1**********]545

钢

。这个地震作用的折减系数

与578规范6中的钢筋混凝土框架抗震墙的结构影响系数比较接近, 并且与结构的类型无关。

52001规范6应用的结构影响系数与589规范6一致, 其取值也与按578规范6给出的各结构影响系数C 的平均值大致相当。可以看出, 52001规范6中应用的基本烈度与众值烈度之间的折减系数与结构的类型无关, 更与结构的周期、延性、阻尼等性质无关, 这显然有许多不合理之处。

谢礼立主编的第一部具有样板规范性质的5建

[9]

筑工程抗震性态设计通则6以578规范6的结构影响系数为基础, 根据各抗震体系在过去地震中的反应性态, 确定了它们的结构影响系数, 见表9。

钢-混凝土

组合结构混凝土结构

砖、砌块砌体

2 各国规范规定的强度折减系数取值合理性的有关评述

Chia-M ing U ang

[10]

推导了NE HRP(1988) 中的强度折减系数R 以及UBC(1988) 中的对应值R w 的有关

[14]

, 和

6 地 震 工 程 与 工 程 振 动 26卷

当时美国规范(NEHRP , 1988; UBC , 1991; Ca ltrans , 1990) 中的规定进行了比较, 得出结论:美国规范给出的强度折减系数比只考虑结构的非弹性滞回耗能而引起的强度折减大得多, 因此, 为避免过大的非弹性变形, 根据美国规范设计的结构必须具有较大的超强(overstreng th), 而且对不同周期的结构, 美国规范给出的强度折减系数并没有相同的抗震安全度。W. K. Tso 和N. Naumosk i 应用在加拿大发生的两次地震(1985年N a -hanni 地震和1988年Saguenay 地震) 中的记录验算了加拿大规范(NBCC, 1990) 建议的强度折减系数, 结果表明:用规范中规定的与结构周期无关的强度折减系数设计的短周期结构的延性需求是很高的。文献[16]回顾了强度折减系数在美国规范中的发展演变过程, 指出了美国规范(NEHRP , 1991; UBC , 1994) 中给出的结构反应修正系数不足之处; 评述了强度折减系数在欧洲(1988Eurocode) 、日本(1981Bu il d i n g S tandar d La w ) 、墨西哥(1987M ex ico C ity Building Code) 等国家规范中的应用情况; 给出了将强度折减系数分解为三个组成部分的思路, 即:R =R s R L R R , 其中, R s 是随周期变化的超强系数(per i o d -dependent overstrength factor), R L 是随周期变化的延性折减系数(period -dependen t ductility reduction factor), R R 是冗余度系数(redundancy facto r) 。

[17][18]

M. F i s ch i n ger 等人、Andre w W h ittaker 等人指出规范中的强度折减系数主要是基于一般结构在地震中观察到的结构性能确定的, 因此, 在大多数情况下, 根据规范设计的结构的抗震性能是可以接受的。另外, 由于强度折减系数是基于普通结构在地震中的性能根据经验确定的, 并没有严密的理论基础, 因此, 强度折减系数的数值很大程度上受个人判断的影响, 从而造成不同规范给出的数值具有较大的差别。M. F isc h -i n ger 等人

[19]

[15]

通过研究指出:美国规范给出的强度折减系数是可靠的, 因为规范中的数值考虑了相当大的超

[21]

强。为了提高结构设计的安全性和经济性, 文献[20]提出了一个提高强度折减系数可靠性的方案, 这个方案的主要缺点是需要很大的工作量。L . M. Sa l v tti 和A. S. E l n asha i 得出结论:规范(EC8) 中的强度折减系

[22][23]

数是很保守的, 完全可以进一步的提高其数值, A. J . K appos 、M. Do lce 和F . C . Ponzo 、A. M. Mwa fy 和A. S . E l n asha i 的研究也给出了同样的结论。M ar a O. M oron i

[24]

[25]

分析了典型约束砌体结构的强度折减系

数, 得出结论:智利抗震规范(Ch ilean seis m ic design of Bu ildings , Codes NCh433, D ise o , 1996) 中给出的强度

[30]

折减系数是较为保守的。E lana Vassev 等人探讨了根据欧洲规范设计的钢筋混凝土结构的强度折减系数问题, 并分析了欧洲规范与保加利亚规范相协调的可能性。

由于我国564规范6、574规范6、578规范6中规定的强度折减系数与结构只考虑非弹性滞回耗能引起的强度折减相近, 因此可认为我国564规范6、574规范6、578规范6中的强度折减系数基本未包含由结构超

[31]

强引起的强度折减。

周锡元

[26]

指出目前建筑抗震设计规范(GB50011-2001) 中以/中震0(基本烈度地震) 烈度I 为基础, 将

/小震0确定为I-1. 55度, /大震0确定为I+1度, /中震0的概率含义是清楚的, /小震0和/大震0的概率含义实际是在平均意义上的一种人为的约定。在目前的抗震设防标准中的/三水准二阶段0设计, 仍然是在一定延性要求之下对基本烈度地震的验算。在这一点上与较早的工业与民用建筑抗震设计规范(TJ11-78) 没有本质的差别。沈建文、蔡长青

[27]

指出根据地震危险性评价得到的三个概率水准的地震动一般不服从规范

的关系, 即按烈度与地震动的换算关系, 50年63%和3%的地震动不一定约为50年10%地震动的1/3和2倍; 或50年63%和3%的烈度不一定约比50年10%的烈度低1. 55度和高1度。文章通过系统研究地震危险性分析的不确定性(潜源距离、震级上限、潜源线度起算震级等) 指出, 全国范围内, 中、小震烈度差在0. 5度至2. 8度, 简单地以50年63%的地震动作为/小震0的设防缺乏依据。洪峰、谢礼立

[28]

基于Po isson 分布,

研究了烈度的平均重现期的特征, 根据此特征, 将烈度的平均重现期分为缓慢变化型、中等变化型和急剧变化型, 提出了小震、中震和大震的确定方法。结果表明:小震、中震和大震的差值与基本烈度无关, 但与烈度的平均重现期曲线的类型有关, 因此, 笼统地规定:/小震0和/大震0明确规定为比/中震0减小1. 55度和增加1. 0度是不妥当的, 此理论已被5建筑工程抗震性态设计通则6采用。杨媛、白绍良也指出中国规范对固有延性性质不同的各种结构统一取用相同R 值(中国的C 值) 的做法是一个值得进一步讨论的问题。

[9]

[29]

3 结语

虽然强度折减系数问题早在20世纪70年代已经被国内外有关学者就已经认识到了, 而且事实上关于, , ,

2期翟长海等:抗震规范应用强度折减系数的现状及分析7

为止在世界大多数国家的抗震规范中, 并没有真正应用这些成果, 其数值仍在使用经验性的依赖于过去震害经验的强度折减系数, 其取值主要取决于结构的类型, 有的抗震规范考虑了周期的影响(如:墨西哥规范), 有的考虑了结构延性的影响(如:欧洲规范、加拿大规范), 还有的规范明确考虑了结构超强的影响(如:欧洲规范和加拿大规范), 但考虑的因素都不是很全面, 缺乏明显的理论依据。要想提高强度折减系数的可靠性, 除要考虑结构的类型以外, 还必须进行大量的工作, 合理地考虑结构的延性、周期以及结构超强等各种因素的影响。另外, 如何给出适用于近场地区的强度折减系数也是非常重要的研究课题。

参考文献:

[1][2][3][4][5][6][7][8][9]

Un ifor m Bu il d i ng C ode[S ].In ternati onal Con ference of Bu ilding offici a, l W h ittier , 1997:1234~1253.

Eurocode 8, Des i gn Prov i s i ons for E art hquak e Res ist an ce of S truct u re[S].ENV 1998-1, CEN, Bru ss els , 1994:854~876.

S tandard s N e w Zealand . G eneral s tr u ctural des i gn and desi gn load i ngs for bu il d i ngs[S ].NZS 4203:1992, Standard Ne w Zea l and , W elli ngton , 1992:352~397.

I AEE. Eart hquake Res i stan tR egu l ati ons[S].A W orl d L ist . I n tern ati on alAssociati on for Earthquake Engi neering , Tokyo , Japan, 1996:987~1024.

地震区建筑规范(草案) [S ].中国科学院土木建筑研究所, 1959:1~54. 地震区建筑设计规范(草案稿) [S].中国科学院土木建筑研究所, 1964:5~47. 中华人民共和国标准, 工业与民用建筑抗震设计规范(TJ11-74) (试行) [S ].中华人民共和国标准, 工业与民用建筑抗震设计规范(TJ11-78) [S].中国工程建设标准化协会标准, 5建筑工程抗震性态设计通则6(试用) [S ].19~28.

[11] GB J 11-89, 建筑抗震设计规范[S].[12] GB5001-2001, 建筑抗震设计规范[S].[13] GB J 11-89, 建筑抗震设计规范[S].

[14] EduardoM iranda , Betero V V . Eval uation of s trengt h redu cti on factors f or eart hquake-resistant d es i gns[J].E arthqu ake Sp ectra , 1994, 10(2):

357~379.

[15] TsoW K, N aumosk iN. Peri od-dep endent s e i s m ic f orce reducti on factors for s hort-peri od stru ctures[J].Canad i an Journa lof C i vil Engi n eer i ng ,

1991, 18:568~574.

[16] App lied Techno l ogy C ounci. l S truct u ral response modifi cati on f actors . ATC -19Report[R].App li ed Technol ogy C ounci, l R edwood C ity , C al -i

forn ia , 1995:14~65.

[17] F i schungerM, Fajfar P , V idic T. Fact ors con tri bu ti ng to the response reducti on . The 5th National Con ference f or E arthqu ake Engi neering[C ].

Ch icago , USA , 1994:97~106.

[18] And re w W h ittaker , Gary H art , Christopher Rojahn . Seis m ic response modifi cati on factors[J].Journal of S truct uralEngi n eeri ng , 1999, 125(4):

438~444.

[19] M Fisch i nger , P Fa j ar . On t h e res pon sem odifi cati on f actors for rei n forced concret e bu il d i ngs . Proceed i ngs of Fifth U. S. N ati ona lConference of

Eart hquake Engi n eeri ng[C ].Ch icago , 1994:249~258.

[20] App lied Techno l ogy Counci. l A critical revi ew of current approach t o eart hquak e res i stan t des i gn [R].ATC -34Report , Appli ed Technology

Coun ci , l Redw ood C it y , C alif orn i a , 1995:25~68.

[21] Salvtti L M, E l nas h aiA S . Eval uati on ofb ehavior f act or for rc bu ildings by non li n ear dyn a m ics anal ysis . Proceed i ngs of 11th W orld C on f eren ce on

earthqu ake E ngi neeri ng[C ].A capu l co , M exico , 1996, No . 1820.

[22] A J Kappos . Eval uation of behavi or f actors on the basis of ductilit y and overstrengt h s t ud i es[J].Eng i neeri ng S truct u res , 1999, 21:823~835. [23] M Do l ce , F C Ponzo . Non-li n ear sei s m ic response of EC8d es i gned RC bu il d i ng stru ctures[J].Jou r n al of E art h quak e E ngi neeri ng , 2002, 6

(3):357~373.

[24] A M M w af y , A S E l nas ha. i Cali pati on of force reducti on factors of RC bu il d i ngs[J].J ournal ofE arthquake Engi n eeri ng , 2002, 6(2):239~

273.

[25] M aria O . M oron , i M axi m ilianoA stroza , Juan G m ez , RafaelGuz m n . E ati m ati ng R w and C d factors for confi ned m as onary bu il d i ngs[J].J ouran al

of Stru ctural Engi n eeri ng , 1996, 122(10):1208~1215.

[26] 周锡元, 曾德民, 高晓安. 估计不同服役期结构的抗震设计设防水准的简单方法[J].建筑结构, 2002, 32(1):37~40. [27] 沈建文, 蔡长青. 地震危险性分析与抗震设防标准的确定[J].地震工程与工程振动, 1997, 17(2):27~36. [28] 洪峰, 谢礼立. 工程结构抗震设计中小震、中震和大震的确定方法[J].地震工程与工程振动, 2000, 20(2):1~6.

[29] 杨媛, 白绍良. 从各国规范对比看我国抗震设计安全水准评价中的有关问题[J].重庆建筑大学学报, 2000, 22(sup . ):192~200. [30] E l an a Vasseva , Georg i o Fran c h ion, i E vgency K rustev . S ei s m ic des i gn of R /Cfra m e :An ass ess m en t of b ehavior factor and co m pari son of Eu ro -code 8and Bu l gari an Seis m i c Code . 12W CEE [C],Au cl and, New Zeal and , 2000, N o . 562.

[ . [S [10] Ch i a-M i ng Uang . E stab li sh i ng R (or R w ) and C d factors f or buil d i ng sei s m ic prov i s i on s [J].J ou rnal of Stru ctura lEngi n eeri ng , 1991, 117(1):