建筑抗震设计规范.docx
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建筑抗震设计规范
《建筑抗震设计规范GB50011》答疑
中国建筑科学研究院王亚勇戴国莹编
1管理问题
1.1执行GB50011-2001抗震规范时，若发现某些条款与以前颂布的国家标准或行业标准规定不一致时如何解决？
根据标准化法，当国家标准与行业标准对同一事物的规定不一致时，应按国家标准执行。
当不同的国家标准之间的规定不一致时，应按最新颂布的国家标准执行。
1.2GB50011规范附录A中某些地区的设计基本地震加速度与89规范中抗震设防烈度所对应的加速度值不同，实际使用时应如何操作？
依据国家质量技术监督局GB50011年2月2日发布的国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-GB50011）自GB50011年8月1日起实施，对于设计基本地震加速度与原来相比有所变化的地区，则自GB50011年8月1日起应按变化后的加速度值进行抗震设防。
1.3已按89规范进行设计，因种种原因目前尚未施工的工程，施工前是否应按GB50011规范重新修改设计图纸然后施工？
按建设部2002年8月12日建标[2002]212号文件“建设部关于贯彻执行建筑勘察设计及施工质量验收规范若干问题的通”要求，新规范实施日期前的在施工程，执行新版规范有困难时，可按照旧规范执行。
新版规范实施日期至2003年1月1日前的在施工程，原则上应按照新规范执行，而按照旧规范设计的在施工程，可按照旧规范继续执行。
对2003年1月1日前已签订施工合同而尚未开工的工程，应当按照新版规范修改设计后方可施工。
凡在2003年1月1日后签订勘察、设计、施工合同的工程，必须按照新版规范执行。
1.4设计基准期和设计使用年限有何差别，在设计文件中应如何表述？
按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001总则的有关规定，我国的建筑结构、结构构件及地基基础的设计规范、规程所采用的设计基准期为50年。
同时，根据建筑物的使用要求何重要性，设计使用年限分别采用5年、25年、50年和100年。
所谓设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不等同于设计使用年限。
建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时所采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。
所谓设计使用年限，是借鉴了国际标准ISO2394：
1998提出的，又称为服役期、服务期等。
设计使用年限是设计时选定的一个时期，在这一给定的时期内，房屋建筑只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能。
设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。
结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度，满足安全性、适用性和耐久性的要求。
结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
可见，设计基准期是一个基准参数，它的确定不仅涉及可变作用（荷载），还涉及材料性能，是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的，一般情况下不能随意更改。
例如我国规范所采用的设计地震动参数（包括反映谱和地震最大加速度）的基准期为50年，如果要求采用基准期为100年的设计地震动参数，则不但要对地震动的概率分布进行专门研究，还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。
对于普通房屋和构筑物，在设计文件的总说明中应明确结构（含基础）的设计使用年限为50年；纪念性建筑和特别重要的建筑结构应为100年。
设计文件中，不需要给出设计基准期。
1.5对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑，抗震设防烈度和设计基本地震加速度、抗震措施和抗震构造措施应如何确定？
首先要明确建筑寿命、设计使用年限和设计基准期的含义。
建筑寿命指投入使用的总时间，即从建造开始直到建筑毁坏和丧失使用功能的全部时间。
设计使用年限指设计规定的结构和结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的年限，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和一般维护下所应达到的使用年限。
当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，仍可继续使用。
因此，设计使用年限不同于建筑寿命。
同一幢房屋建筑中，不同部分的设计使用年限可以不同，例如，外保温墙体、给排水管道、室内外装修、电气管道、结构和地基基础，可以又不同的设计使用年限。
设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不同于建筑结构的设计使用年限，也不等同于建筑寿命。
我国建筑设计规范所采用的设计基准期为50年，即设计时所考虑荷载、作用、材料强度等的统计参数均是按此基准期确定的。
对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑，结构设计时应另行确定在其设计基准期内的活荷载、雪荷载、风荷载、地震等荷载和作用的取值，确定结构的可靠度指标以及确定钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。
GB50011-2001规范采用的三水准设防思想，即多遇地震、基本烈度地震和罕遇地震，通常也称为“小震”、“中震”、“大震”，在设计使用年限为50年时，相应的超越概率分别为63％，10%和2-3％，也可以用地震重现期或回归期T来表示。
给定重现期T的地震烈度也就是T年一遇的地震烈度，三水准对应的重现期分别为50年、475年和1975年。
GB50011-2001规范以“中震”烈度（地震基本烈度）I为基础，在平均意义上，将“小震”定义为I-1.55度，“大震”定义为I+1度。
实际上，“小震”、“中震”与“大震”的烈度差别是因地而异的，这样定义的烈度差别是一种人为的、便于工程应用的约定。
如果仍按上述定义，对于不同的基本地震烈度区，重现期为X的设防烈度可以表示为：
（1）
式中，系数a、b、c可查表1确定：
不同烈度时公式
（1）的系数值表1
系数
a
b
c
烈度
7
0.02
1.50
2.85
8
-0.01
1.50
3.85
9
-0.48
3.68
2.59
又式（10）和表1可以算出不同设计使用年限的抗震设防烈度，如表2所示：
不同设计使用年限的抗震设防烈度表2
使用
年限
1
5
10
15
20
50
100
150
200
烈
度
7
4.33
5.42
5.88
6.10
6.37
7.00
7.49
7.78
8.01
8
5.33
6.42
6.88
7.10
7.37
8.00
8.49
8.78
9.01
9
5.72
7.41
7.95
8.29
8.48
9.00
9.29
9.43
9.51
按新的《中国地震动参数区划图A1》，与抗震设防烈度相对应的基本地震加速度（单为：
g）可以表示为：
（2）
按式
（2）可以计算出表2中不同设计使用年限的抗震设防烈度所对应的基本地震加速度。
当设计使用年限为100年时，7、8、9烈度区所采用的多遇地震（小震）、设防烈度地震（中震）和罕遇地震（大震）对应的加速度峰值示于表3中。
设计使用年限100年的地震加速度峰值（cm/
）表3
设防烈度
7度
8度
9度
多遇地震
49
98
189
设防烈度地震
140
280
540
罕遇地震
308
560
837
1.6抗震设防区内的超限高层建筑工程应如何上报审查，审查的主要规定和内容有哪些？
根据2002年9月1日起执行的建设部令第111号《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》（原建设部令第59号《超限高层建筑工程抗震设防管理暂行规定》同时废止）的要求，超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程、体系特别不规则的高层建筑工程、以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程。
在抗震设防区内进行超限高层建筑工程的建设时，建设单位应当在初步设计阶段向工程所在地的省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门提出专项审查申请报告，并按有关要求提供申报材料。
建设行政主管部门在接到申报材料起25日内，组织专家委员会提出书面专项审查意见，并将审查结果通知建设单位。
专项审查的主要内容包括：
建筑的抗震设防分类、抗震设防烈度（或设计地震动参数）、场地抗震性能评价、地基和基础的设计方案、建筑结构的抗震概念设计、结构总体计算和关键部位计算的工程判断、薄弱部位的抗震措施、使用的计算程序、由于超限所进行的专项试验研究成果以及所采取的比规范规定更强的技术措施等。
超限高层建筑工程的施工图设计文件审查应当由经国务院建设行政主管部门认定的具有超限高层建筑工程审查资格的施工图设计文件审查机构承担。
1.7近年来在我国新疆伽师、巴楚和云南大姚等地发生强烈地震，从地震时的房屋震害情况看，对抗震设防及抗震设计工作有什么值得借鉴之处？
从新疆伽师、巴楚和云南大姚等地的震害调查中，有以下几点值得在实际工程的抗震设计和抗震设防工作中借鉴：
（1）严格执行工程建设强制性标准，搞好新建工程的抗震设防；对原有的未经抗震设防的工程进行抗震加固，可有效减轻地震灾害的影响；
（2）建筑工程质量对建筑抗震防灾效果有重大影响，特别是对学校、医院、剧院、办公楼等公关建筑结构，混凝土强度、砌体砂浆强度、配筋、节点、墙体拉结等应加强质量保证；
（3）村镇建设中的抗震防灾工作应高度重视，农村自建住宅的综合抗震能力应加强；采取各种简单的措施，如：
木屋架与柱子采用钯钉连接，土坯墙与木构架之间用铁丝、木板拉结，生土房屋采用毛石或砖砌基础、混凝土圈梁等均被证明是行之有效的；
（4）重视建筑抗震设计，避免采用严重不规则的设计，例如：
建筑物平面纵、横向刚度相差过大、砌体结构采用托墙梁造成上部悬墙、多层房屋底部空旷竖向刚度突变、梁与板共同作用形成强梁弱柱等，使房屋在地震时遭受严重破坏甚至倒塌。
2适用范围
2.1GB50011规范中为何无烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容？
本次建筑抗震规范的修订，已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容，此部分内容归入修订的《构筑物抗震设计规范》GB50191。
2.2GB50011规范中为何没有包括钢筋混凝土异型柱结构、短肢剪力墙、混凝土-钢混合结构等结构体系？
对于异型柱结构，目前工程界有各种不同的看法。
对于小开间住宅建筑，由于室内柱子隐蔽，可方便使用，在有些地区很受欢迎。
但从安全的角度，则普遍认为由于柱子和框架节点受力复杂、钢筋锚固及施工质量难以保证，异型柱结构属于抗震不利的结构体系。
对其研究和震害经验均不深入，因此GB50011规范不将其纳入。
目前国内有些地区做了试验研究，编写和批准了地方规范，可以作为当地此类建筑抗震设计的依据，并应由地方规范主编单位和建设中各部门负责。
若采用异型柱结构由无地方规范作为依据者，属于超规范设计。
短肢剪力墙结构原则上属于抗震墙结构，应按GB50011规范和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002进行设计，符合抗震基本要求和抗震措施要求。
试验研究表明，当短肢剪力墙结构满足楼层最小水平地震剪力要求并保证抗震构造措施时，短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能。
但高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
混凝土-钢混合结构的抗震设计在《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002中已由规定。
国务院于2000年9月25日分布的《建筑工程勘察设计管理条例》第29条规定，建设工程勘察、设计文件中规定采用的新技术、新材料，可能影响建设工程质量和安全，又没有国家技术标准的，应当由国家认可的检测机构进行试验、论证，出具检测报告，并经国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府有关部门组织的建设工程技术专家委员会审定后，方可使用。
因此，凡是没有规范、规程作为依据进行设计的建筑结构，均应照此规定执行。
3抗震设计基本要求
3.1GB50011规范中，对建筑抗震设防分类的总原则是什么？
为什么乙类建筑不是特别多？
在工程建设国际标准《建筑抗震设防分类标准》（GB50223）条文说明中指出，我国建筑抗震的三水准设防目标，原则上能保障房屋建筑在遭遇设防烈度地震影响时，不致有灾难性后果，在遭遇罕遇地震影响时不致倒塌；因此，绝大部分的建筑均可划分为丙类建筑，少数需要提高防倒塌能力的建筑划为乙类建筑。
例如，地震破坏后会产生较大社会影响或造成相当大的经济损失，包括城市的重要生命线工程和人流密集的大型公关建筑。
3.2GB50011规范3.3.3条规定，建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.3g的地区，宜分别按8度和9度采取抗震构造措施。
对乙类建筑是否要再提高？
按GB50011第3.1.2条规定，抗震设防的乙类建筑，抗震措施比丙类建筑提高，一般情况提高一度。
因此，当丙类建筑按3.3.3条分别按8度和9度采取抗震构造措施时，乙类建筑的抗震构造措施也需分别比8度和9度提高，但不必再提高一度，只需要再适当提高。
3.3基本烈度小于6度地区的建筑，若按照《建筑抗震设防分类标准》（GB50223）中有关条文的要求应为乙类，那么该建筑需要进行抗震设计吗？
根据1994年12月1日实施的《建筑工程抗御地震灾害管理规定》（建设部部长令第38号）中第四十二条的规定“抗震设防地区是指地震烈度为6度及6度以上地区和今后可能发生破坏地震的地区。
”因此，如果建筑所在地区的地震基本烈度小于6度，通常不需要进行抗震设计。
3.4面积较大的商业建筑，如何确定其抗震设防类别？
带大底盘的高层建筑，下部裙房为商场，上部为住宅楼，若设置抗震缝分成两个结构单元，可否按每个单元单独划分设防类别？
实际设计中应注意哪些问题？
《建筑抗震设防分类标准》（GB50223）第10.0.3条规定，大型的人流密集的多层商场应划为乙类。
将大型零售商场等商业建筑列为乙类，主要考虑是大量人员集中的场所，地震时伤亡的可能性较大。
该条规定参照了《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）关于商店规模的分级。
考虑近年来商场发展情况，当一个区段的建筑面积25000平米或营业面具10000平米以上的商业建筑，人流可达7500人以上（按每位顾客占用营业面积1.35平米计算），应划为乙类建筑。
《建筑抗震设防分类标准》第3.0.1条第5款还规定，“建筑各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元段划分抗震设防类别。
”故设置了抗震缝将结构分为若干独立单元后，可根据各单元划分抗震设防类别。
对于面积较大的商业建筑，若设置抗震缝分成若干各结构单元，则各单元独立承担地震作用，彼此之间没有相互作用，地震发生时两部分结构同时破坏的概率较小，人流疏散也较容易。
因此，当每个单元按面积划分属于丙类建筑时，可按丙类建筑进行抗震设防。
当商业建筑与其他建筑合建时应分别判断，并按区段确定其抗震设防类别。
对于大底盘高层建筑，当其下部裙房属于大型零售场的乙类建筑范围时，一般可将其及与之相邻的上部高层建筑二层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层可按丙类进行抗震设计。
实际设计中应注意，由抗震缝分成的每个结构单元应有单独的疏散出入口。
3.5GB50011规范中2.1.9条和2.1.10条明确了抗震措施和抗震构造措施的概念，如何根据建筑抗震设防分类和场地类别二者的不同，在设计基本地震加速度下确定抗震措施和抗震构造措施？
建筑类别不同时，计算时设计基本地震加速度如何取值?
根据相应的规范条文规定，一般建筑（隔震建筑和消能减振部位除外）在不同的建筑抗震设防分类和场地类别下，当设计基本地震加速度不同时，抗震措施和抗震构造措施分别按不同烈度取值，见表3-1和表3-2。
建筑设防类别不同时，计算时设计基本地震加速度取值见表3-3。
按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施（烈度）表3-1
建筑
类别
场地
类别
设计基本地震加速度（g）
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
甲、乙类
Ⅰ～Ⅳ
7
8
8
9
9
9
丙类
Ⅰ～Ⅳ
6
7
7
8
8
9+
丁类
Ⅰ～Ⅳ
6
7
7
8-
8-
9-
按建筑类别和场地类别调整后的抗震构造措施（烈度）表3-2
建筑
类别
场地
类别
设计基本地震加速度（g）
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
甲、乙类
Ⅰ
6
7
7
8
8
9
Ⅱ
7
8
8
9
9
9+
Ⅲ、Ⅳ
7
8
8+
9
9+
9+
续表
建筑
类别
场地
类别
设计基本地震加速度（g）
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
丙类
Ⅰ
6
6
6
7
7
8
Ⅱ
6
7
7
8
8
9
Ⅲ、Ⅳ
6
7
8
8
9
9
丁类
Ⅰ
6
6
6
7
7
8
Ⅱ
6
7-
7-
8-
8-
9-
Ⅲ、Ⅳ
6
7-
7
8-
8
9-
根据建筑类别调整后的计算用设计基本地震加速度（g）表3-3
建筑
类别
设计基本地震加速度（g）
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
乙、丙、丁类
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
甲类
高于本地区设计基本地震加速度，具体数值按批准的地震安全性评价结果确定
注：
1、对较小的乙类建筑，如工矿企业的变电所、空压站、水泵房、及城市供水水源的泵房，当其结构改用抗震性能较好的结构类型，如钢筋混凝土结构或钢结构时，则可仍按本地区设防烈度的规定采取抗震措施，不需提高。
2、8＋、9＋表示适当提高而不是提高一度，9度时需要专门研究。
3、7-、8-、9-表示可以比本地区设防烈度的要求适当降低。
例如对于现浇钢筋混凝土房屋可将部分构造措施按降低一个等级考虑，对于多层砌体结构房屋按减少一至二层（视具体要求）在表7.3.1或7.4.1中查构造柱或芯柱的设置要求。
3.6结构的薄弱层、软弱层、转换层、框支层的概念是什么？
薄弱层：
该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％，可以认为，是从结构强度的角度来判断；
软弱层：
该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80%；除顶层外，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25％；可以认为，是从结构刚度的角度判断；
转换层：
《高层建筑混凝土结构技术规程》定义，转换层是转换结构构件所在的楼层；二转换构件指：
完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变，或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换垳架、转换板等。
地震作用下，转换构件将其上一层的竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑等）的内力由转换层向下传递；
框支层：
如果一个结构单元的转换层以上为剪力墙，转换层以下为框架，那么转换层以下的楼层为框支层。
3.7如何判断结构是否属于扭转不规则以及不规则的程度？
在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。
此时，计算的弹性水平位移（或层间位移）为代数值，当位移值小于规范限值的50%时，判断严重扭转不规则的比值可以适当放松。
一般情况下，计算水平位移（或层间位移）时，需要考虑偶然偏心的影响；偏心大小的取值，可根据具体情况确定，不一定取该方向总长度的5％。
还需注意，最大值和平均值的计算，均取楼层中间同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼板中悬挑的端部。
3.8结构自振周期、基本周期与设计特征周期、场地卓越周期之间有何关系？
按照行业标准《工程抗震术语标准》（JGJ/97）的有关条文，
自振周期：
结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。
基本周期：
结构按基本振型（第一振型）完成一次自由振动所需的时间。
通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。
设计特征周期
：
抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。
场地卓越周期：
根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切波速
，按公式T=4H/
计算的周期，表示场地土最主要的振动特征。
结构在地震作用下的反应与建筑物的动力特性密切相关，建筑物的自振周期是主要的动力特征，与结构的质量和刚度有关，当自振周期、特别是基本周期小于或等于设计特征周期
时，地震影响系数取值为
，按规范计算的地震作用最大。
国内外的震害经验表明，当建筑物的自振周期与场地的卓越周期相等或相近时，地震时可能发生共振，建筑物的震害比较严重。
研究表明，由于土在地震时的应力-应变关系为非线性的，在同一地点，地震时场地的卓越周期并不是不变的，而将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而不同。
GB50011规范对结构的基本周期与场地的卓越周期之间的关系不做具体要求，即不要求结构自振周期避开场地卓越周期。
事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。
3.9结构进行抗震设计时，若计算出的第一振型为扭转振型应如何处理？
国内外历次大地震的震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心的结构，在地震时会受到严重的破坏。
模拟地震振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结构的严重破坏。
结构进行抗震设计时，若计算出的第一振型为扭转振型，说明结构的抗侧力构件布置不尽合理，导致结构楼层的刚心和质心偏移；抗侧力构件（一般是剪力墙）数量不足；或尽管结构平面对称，但核心筒断面太小，导致整体抗扭刚度偏小。
此时应对结构方案进行调整，减小结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心，或加强结构抗扭刚度，必要时可设置防震缝，将不规则的平面划分为若干相对规则的平面。
也可按照GB50011规范3.4.3的有关要求进行抗震分析，并对受扭构件采取加强延性和抗扭的构造措施。
4场地、地基和基础
4.1结构抗震设计对工程地质勘察的基本要求有哪些？
结构抗震设计所需要的工程地质勘察内容和要求，除应满足建筑静力设计的勘察要求外，还应满足以下基本要求：
1）在场地选择时，根据场地的地形、地质和地震地质条件划分对建筑有利、不利和危险地段；
2）提供建筑场地类别（对应高层建筑，要求进行土层剪切波速测试，提供土层等效剪切波速和覆盖层厚度，依次划分场地类别；对于层数不超过10层且高度不超过30米的丙类建筑，可案规范提供的经验方法估计土层剪切波速）；
3）提供岩土地震稳定性（如发震断裂、滑坡、崩塌、液化和震陷等）评价；
4）对需要采用时程分析法进行补充计算的建筑结构，尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数，具体的就是提供满足规范要求的地震波。
4.2采用桩基或诸如CFG桩等措施进行地基处理后是否改变场地类别？
按照GB50011规范2.1.7条对场地的定义，场地是建筑群所在地，其范围在城镇中通常是指不小于1.0
的占地面积。
场地在平面和深度方向的尺度与地震波波长相当，比建筑物地基的尺度要大得多。
场地类别的划分时所考虑的主要是地震地质条件对地震动的效应，关系到设计用的地震影响系数特征周期
的取值。
采用桩基或用搅拌桩（水泥固化剂桩，类似CFG桩）处理地基，只对建筑物下卧土层起作用，对整个场地的
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