为何一栋楼房有多个抗震等级

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【摘要】本文对工程设计中一栋楼房有多个抗震等级的原因进行剖析。

【关键词】 延性抗震等级

【Abstract】 Inthispaper,theauthorsanalyzedthereasonsofA buildingwithmultipleseismicgradeintheengineeringdesign。

【Key words】 Ductility ; Seismicgrade

建造于有抗震设防要求地区的钢筋混凝土结构楼房，在工程设计时，通常要求应有较好的延性。延性是衡量结构是否具有良好耗能能力的一个重要指标，一般指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且具有足够塑性变形能力的一种性能。然而结构的延性是不能通过计算精确得到的，而是通过加强构造措施的方法来保证结构的延性，所以在不同的情况下，构件的延性要求是不同的，在地震作用强烈或是对地震作用敏感的地方延性的要求应高一些，重要的、震害造成损失较大的结构，延性的要求也应高一些，反之，延性的要求可适当的降低。前面说过，因为延性不是通过计算得到的，所以为了在工程设计的过程中做到安全适用、经济、合理，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）与《高层建筑混凝土结构技术规程》（JG 3-2002）采用了对钢筋混凝土结构区分抗震等级（特一级、一级、二级、三级、四级）的办法，不同的抗震等级的构造措施不同，从而在宏观上对结构的不同延性要求加以区别。

对于一栋钢筋混凝土结构的楼房我们是怎样确定它的抗震等级而来保证它的延性呢？这里我们先来解释一下三个重要概念： ①抗震措施：除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施；②抗震构造措施：根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求；③抗震等级：它是结构构件设防的标准，钢筋混凝土结构的楼房应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算、构造措施和材料要求。从上面的概念介绍我们可以看出抗震措施包括的内容比较广泛一些，它主要有场地选择、内力的调整、结构选型、结构布置与一些增大延性的措施；而抗震构造措施包括范围相对来说要小一些，如限制最大轴压比、最小体积配箍率等。对于抗震等级，在同等设防烈度和房屋高度的情况下，不同的结构类型，其次要抗侧力构件的抗震等级可低于主要抗侧力构件，当然在实际工程设计中，也可根据具体需要来提高局部某些构件的抗震等级。掌握这三个概念之后，我们就可以根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）或《高层建筑混凝土结构技术规程》（JG 3-2002）来确定任何一栋钢筋混凝土结构楼房的抗震等级而不会出错。下面我们来通过三个案例来说明确定楼房的抗震等级应注意的问题，并且通过案例看出同一栋钢筋混凝土结构的楼房有多个抗震等级的情况。

【案例一】：某框架-剪力墙结构房屋的抗震设防分类标准为丙类，总高为28米，层数为9层，所处地区的场地类别为II类，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g，确定该房屋的抗震等级。

主要考虑过程如下：根据《建筑抗震设计规范》的第6.1.1条可以看出，房屋的高度是满足要求的，因该房屋的抗震设防分类标准为丙类，所以可以直接根据表6.1.2查出此房屋的抗震等级为：框架部分为三级，剪力墙部分为三级。从这个案例我们可以看出这个楼房有两个抗震等级，抗震措施与抗震构造措施所用的抗震等级是相同的。

【案例二】：某框架结构房屋的抗震设防分类标准为丙类，总高为28米，层数为9层，所处地区的场地类别为III类，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.15g，确定该房屋的抗震等级。

主要考虑过程如下：根据《建筑抗震设计规范》的第6.1.1条可以看出，房屋的高度是满足要求的，因该房屋的抗震设防分类标准为丙类，根据表6.1.2查出此房屋的抗震等级为三级，根据《建筑抗震设计规范》3.3.3条，当建筑场地为Ⅲ时，对设计基本地震加速度为0.15g的地区，除本规范另有规定外,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施，所以该房屋当确定抗震构造措施时所用的抗震等级为二级。从这个案例我们可以看出这个楼房也有两个抗震等级，但抗震措施与抗震构造措施所用的抗震等级是不相同的；当进行内力的调整时，所用的抗震等级为三级，当确定构件的最大轴压比、最小体积配箍率时，所采用的抗震等级为二级，虽然本案例的抗侧力构件为单一的构件（框架），但它仍然有两个抗震等级，从而来保证结构的延性。下面我们通过【案例三】来说明同一栋楼房有更多的抗震等级和更为复杂的情况。

【案例三】：某框支剪力墙结构房屋的抗震设防分类标准为丙类，总高为60米，层数为18层，所处地区的场地类别为III类，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.15g，转换层的位置设置在2层，确定该房屋的抗震等级。

主要考虑过程如下：因该房屋总高为60米，层数为18层，所以可用《高层建筑混凝土结构技术规程》（JG 3-2002）来确定此房屋的抗震等级。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的表4.2.2-1，此楼符合A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度；因该房屋的抗震设防分类标准为丙类，根据规范4.8.2条，该房屋非底部加强部位剪力墙的抗震等级为三级，底部加强部位剪力墙的抗震等级二级，框支框架的抗震等级为二级。根据规范4.8.4条的规定，当建筑场地类别为Ⅲ类时，对设计基本地震加速度为0.15g的地区，宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施，所以当确定构件的最大轴压比、最小体积配箍所用的抗震等级时，非底部加强部位剪力墙的抗震等级为二级，底部加强部位剪力墙的抗震等级一级，框支框架的抗震等级为一级。从这个案例我们可以看出这栋楼房有四个抗震等级，相对案例一和案例二来说确定本楼的抗震等级要复杂一些。

总结：从上面的三个案例可以看出，确定一栋房屋的抗震等级在工程设计中非常重要，它可以保证一栋房屋有较好的延性。对于一栋房屋来说，可能有些构件或有些结构的延性要求的较高一些，相应有些构件或有些结构的延性则要求的较低一些，因为对构件或是结构的延性高低要求不同，所以也就出现了不同的抗震等级，有的房屋有一个或两个抗震等级，而有的房屋有四个或更多个抗震等级，同时通过以上的案例我们可以清楚的认识到每一个抗震等级应在什么地方运用(如有的是用于内力的调整，有的是用于确定体积配箍率、轴压比)，以及在实际如何应用。