这是为结构抗震设计提供依据的一个重要参数,是地震发生前就有的值,不过这个值是会变的,怎么变化呢?
我国的房屋建筑采用采用三水准抗震设防目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。其中:
小震指该地区50年内超越概率约为63%的地震烈度,即众值烈度,又称多遇地震;
中震指该地区50年内超越概率约为10%的地震烈度,又称为基本烈度或设防烈度;
大震指该地区50年内超越概率约为2%~3%的地震烈度,又称罕遇地震。
因此可以看出我们国家给各个地区设定的抗震设防烈度是按照中震设定的〈比如汶川是8度〉。这也是为什么遇到罕遇地震会有很多房子倒塌,因为结构工程师设计的时候是按照中震这条基准线设计的,我们保不了所有的房子,那样会付出很大的经济代价,只为那2%~3%甚至更低的可能性。
汶川抗震设防烈度是8度,如果汶川再发生一次里氏8.0级地震,震中烈度11度,汶川设计合理的房子理论上能做到“大震不倒”。
虽然我国规范规定了“大震不倒”的要求。但是考虑到地震和结构的复杂性,结构地震倒塌的风险是客观存在的,只是一个概率大小的问题。美国在2010年版本的ASCE-7规范中,率先提出了“面向一致倒塌率”的设计理念,要求对于常规结构,50年设计期内发生倒塌的概率不得大于1%。在2013、2016版的ASCE-7规范中,对上述要求做了进一步的完善,对不同重要性等级的结构,规定了从0.5%、1%、2.5%的50年可接受倒塌率(大致对应我国的乙类、丙类、丁类设防等级)。而我国目前缺乏相应的规定。
从道理上说,“大震不倒”是所有抗震设计的基本要求。但是,我国目前的抗震设计,从操作上仍然是通过小震的弹性设计,再加上基于经验的构造要求,来保证大震不倒的目标。并且对绝大部分建筑是不做抗倒塌验算的。而美国从本世纪初开始,就通过ATC-62、ATC-63、ATC-72等多个研究计划,首先提出建筑抗地震倒塌能力的验算方法(即ATC-63计划的最终成果FEMA P-695指南),然后用FEMA P-695的方法来检验美国现有抗震设计方法中各参数(如承载力折减系数,位移放大系数等)的取值合理性,进而修订现行的抗震设计方法。而我国目前抗震设计还非常缺少这一系统性的工作,这导致一方面很多已有抗震设计方法其抗倒塌效果缺乏检验,另一方面很多新的结构体系由于缺少震害经验和工程经验,其设计方法也缺乏依据。