《抗震通用规范》第2.2.1条解读:设防烈度的确定原则
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2022年10月11日 11:04:05
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 01 条文(2.2.1) 

 01 条文(2.2.1) 



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2.2.1  各类建筑与市政工程的抗震设防烈度不应低于本地区的抗震设防烈度。      
     


02 编制说明 


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           本条规定了各地区及各类工程设防烈度的确定原则。      

     
      抗震设防烈度是确定工程抗震措施的主要依据,根据《中华人民共和国防震减灾法》等法律法规的规定,作为各地区抗震防灾主要依据的文件或图件系由国家有关主管部门依照规定的权限批准、发布的,各类建设工程的抗震设防不应低于本条要求。      

     
     本条主要改自《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第1.0.4条(强制性条文)“抗震设防烈度必须依据国家规定权限批准、发布的文件(图件)确定”。同时,补充了各类工程抗震设防烈度的确定原则。      

     
      这里的“国家规定权限批准、发布的文件(图件)”,在现阶段主要是指GB18306-2015《中国地震动参数区划图》。      

     
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 03  实施与检查控制   


 

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(1)实施      

     
    在设计总说明和结构计算书中,应明确抗震设防烈度。      
       
    一般情况下,建筑与市政工程的抗震设防烈度应不低于本地区的设防烈度。本地区的设防烈度依据国家规定权限批准、发布的文件(图件)确定。
     
         
      本条为各类建筑与市政工程抗震设防烈度的最低标准,有条件的建设单位、业主可以采用比本条要求更高的设防要求。
     
          

     
(2)检查         
     
            检查设防烈度,查看设计总说明和计算书的设防烈度是否准确。      
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04  延伸阅读:地震烈度、基本烈度与设防烈度的区别与联系 



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1  地震烈度

 





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       地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。


       影响烈度的因素有震级、距震源的远近、地面状况和地层构造等。

       地面震动的强弱直接影响到人的感觉的强弱,器物反应的程度,房屋的损坏或破坏程度,地面景观的变化情况等,因此,烈度的鉴定主要依靠对上述几个方面的宏观考察和定性描述。

     一般来说,一次地震的震中烈度I0与震级M大致有以下关系:


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     如图所示,为2008年汶川M8.0级地震的烈度分布图,其震中烈度为11度,也大致符合上述关系。


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       2008年汶川M8.0级地震的烈度分布图


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2  基本烈度

 





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       当以地震烈度为指标,按照某一原则,对某一区域进行地震烈度区划,编制成地震烈度区划图,并作为建设工程抗震设防依据时,则区划图标识的烈度便被称之为“地震基本烈度”。

       我国从二十世纪五十年代开始,相继编制了5次区划图。通常被称为第一代~第五代区划图,其中,前三代为烈度区划图,第四、五代为参数区划图。

      由于各代区划图的编图原则不同,因此,我国不同时期的基本烈度的定义也不相同。(中国地震区划图发展历程,                https://mp.weixin.qq.com/s/YvsfMOAXGXWfKPHguvpfbw)


(1)第一代区划图:《全国地震区域划分图》(1957年)

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     第一代区划图,是由原中国科学院地球物理研究所的李善邦主持编制的《全国地震区域划分图》,以烈度为地震危险性的表征指标对全国进行区划,未正式发布。(李善邦,中国地震区域划分图及其说明I 总的说明[J]. 地球物理学报.1957,V6(2):127~133)

      该图的编制原则主要由两条:

     (1)曾经发生过地震的地区,同样强度的地震还可能重演;

    (2)地质条件(或称地质特点)相同的地区,地震活动性亦可能相同。

       上述两条原则,就是历史地震烈度的重复原则和相同发震构造发生相同地震烈度的类比原则

     

第一代基本烈度

未来(无时限)可能遭遇历史上曾发生的最大地震烈度


           

           

         
(2)第二代区划图:《中国地震烈度区划图》(1977年)      
    
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       第二代区划图,是国家地震局组织所属单位编制完成的《中国地震烈度区划图》(1:300万),1977年由国家地震局正式发布,供建设规划和确定中小型工程地区基本烈度使用参考       (邓起东等. 中国地震烈度区划图编制的原则和方法[J]. 地震学报,1980,V2(1):90~110)      
                该图首次明确,区划图上表示的烈度称为“基本烈度”,是指某地区今后一定时期内,在一般场地条件下可能遭受的最大烈度。      
     考虑到大量工程建筑的使用年限,该图是一张预测自1973年以后我国未来百年内可能遭遇的最大地震烈度分布图。      

     

第二代基本烈度

未来一百年一般场地土条件下可能遭遇的最大地震烈度


         

         
(3)第三代区划图:《中国地震烈度区划图(1990)》          
            
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        第三代区划图,仍然是烈度区划图,即国家地震局发布的《中国地震烈度区划图(1990)》。      
      采用了地震危险性概率分析方法,并考虑了一般建设工程应遵循的防震标准,确定以50年超越概率10%的风险水准编制而成。      

     

第三代基本烈度

未来50年,一般场地条件下,超越概率10%的地震烈度


     
        对于数量庞大,分布范围很广的中、小工程和民用建筑,可以直接将区划图所标示的烈度值作为抗震设防的依据。      
              区划图上的烈度值,相当于建筑抗震设计规范(GBJll-89)中的“设防烈度”。      

     
(4)第四代区划图:《中国地震动参数区划图》GB18306-2001      
                   
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     第四代区划图,以地震动参数为指标编制了地震峰值加速度图、反应谱特征周期图,设防水准为50年超越概率10%,并以国家标准即《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)颁布施行。      
      此后,在抗震设防中不再直接应用基本烈度一词。      
      但抗震设计仍保留地震烈度的概念作为建筑物抗震措施的等级标准,相应的基本烈度数值可由区划图给定的地震峰值加速度按下表确定。      
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第四代基本烈度

区划图地震动峰值加速对应的烈度


     
(5)第五代区划图:《中国地震动参数区划图》GB18306-2015      
                  
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      第五代区划图,是《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015),修订工作始于2007年,经地震科技工作者根据相关法律和最新研究成果修订,并与住建、水利、核电等相关使用部门充分协调,最终于2015年5月15日发布批准公告。      
    第五代区划图主要特点有:      
      (1)将抗倒塌作为编图的基本准则,以50年超越概率10% 地震动峰值加速度与50年超越概率2%地震动峰值加速度除以1.9 所得商值的较大值作为编图指标;      
      (2)全国设防参数整体上有了适当提高,基本地震动峰值加速度均在0.05g及以上,0.10?g及以上地区面积从49%上升到 51%,其中Ⅷ 度 及以上地区的面积从 12% 增加到 18%。      

     

     

第五代基本烈度

区划图中的地震动峰值加速对应的烈度。


     
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3  设防烈度

 

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 抗震设防烈度,指的是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况,取50年内超越概率10%的地震烈度。

——GB50011-2010《建筑抗震设计规范》第2.1.1条


       建筑的抗震设防烈度,一般情况下不应低于本地区的设防烈度,即根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度或设计基本地震加速度值所对应的烈度值。


      对于采用性能化方法进行抗震设计的建筑来说,其设防烈度可根据预期的性能目标在本地区设防烈度的基础上进行适当调整,比如,对于7度地区的某建筑工程,根据功能和性能目标的要求,可以按8度的要求进行设防,此时,该建筑的实际设防烈度就是8度。


      在我国,房屋建筑要不要进行设防,设防到什么程度,从根本上讲,是一个涉及经济承受能力、技术实现能力的政策决策问题。


        在上世纪50年代,由于国家的社会经济百废待兴,没有经济能力进行房屋建筑的抗震设防,当时,除了前苏联援建的156项重点工程按当时苏联规范进行抗震设计外,一般的工程和房屋建筑都是不设防的。


        1974年我国发布一本全国性的抗震设计规范,即TJ11-74《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》,从此开启了我国的房屋建筑抗震设防的进程。


       由于不同历史时期,国家的经济能力和技术水平的差异,我国不同版本设计规范采用的设防水平也是在不断提升和改进的。



(1)TJ11-74 《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》

      

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      1974年,我国第一本建筑抗震设计通用规范《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》TJ11-74正式发布。


      该规范中采用设计烈度的概念。


      规范的适用范围为设计烈度为7度至9度的工业与民用建筑物(包括房屋和构筑物),对于有特殊抗震要求的建筑物或设计烈度高于9度的建筑物,应进行专门研究设计。

   

 74设计烈度

根据建筑物的重要性,在基本烈度的基础上按下列原则调整确定:

 一、对于特别重要的建筑物,经过国家批准,设计烈度可比基  本烈度提高一度采用。

二、对于重要的建筑物(例如:地震时不能中断使用的建筑物,地震时易产生次生灾害的建筑物,重要企业中的主要生产厂房,极重要的物资贮备仓库,重要的公共建筑,高层建筑等),设计烈度应按基本烈度采用。

三、对于一般建筑物,设计烈度可比基本烈度降低一度采用,但基本烈度为7度时不降。

四、对于临时性建筑物,不设防。




(2)TJ11-78  《工业与民用建筑抗震设计规范》

     

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      唐山地震后,在总结海城地震和唐山地震的宏观经验的基础上,国家基本建设委员会建筑科学研究院对《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》TJ11-74进行了修订,并于1978年发布《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78。


      78规范仍然沿用设计烈度的概念,其适用范围为设计烈度7度至9度的工业与民用建筑物(包括房屋和构筑物);有特殊抗震要求的建筑物或设计烈度高于9度的建筑物,应进行专门研究设计。


78设计烈度

建筑物的设计烈度,一般按基本烈度采用;
对特别重要的建筑物,如必须提高一度设防时,应按国家规定的批准权限报请批准后,其设计烈度可比基本烈度提高一度采用;
次要的建筑物,如一般仓库、人员较少的辅助建筑物等,其设计烈度可比基本烈度降低一度采用,但基本烈度为7度时不应降低。

 

对基本烈度为6度的地区,工业与民用建筑物一般不设防。


(3)GBJ11-89  《建筑抗震设计规范》

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       从89规范开始采用抗震设防烈度的概念。


89设防烈度

抗震设防烈度应按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定, 一般情况下可采用基本烈度;对做过抗震防灾规划的城市,可按批准的抗震设防区划(设防烈度或设计地震动参数)进行抗震设防。
——89规范的第1.0.3条


       设防依据上,89规范采用的是双轨制,即一般情况下,采用基本烈度作为设防烈度,对于做过小区划的城市,可以按批准后的小区划确定设防烈度。



(4)GB50011-2001 《建筑抗震设计规范》

   

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      01规范沿用了89规范的设防烈度概念。具体的条文规定上,将89规范的1.0.3条拆分为两条进行表述,即:

1.0.4  抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确

1.0.5  一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。


01设防烈度

一般情况下,可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。
对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防


     01规范继续保持了89规范的双轨制设防,稍有变化的是,为了适应区划图的区划指标烈度转变为参数的要求,设防烈度的取值改为,一般情况下可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值),明确了基本烈度的来源与确定原则。



(5)GB50011-2010 《建筑抗震设计规范》

    

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      10规范继续沿用了89规范的设防烈度概念。 在具体的条文规定上,基本保持了01规范的表述形式,即

1.0.4  抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。

1.0.5  一般情况下,建筑的抗震设防烈度可采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。


10设防烈度

一般情况下,可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。

      

       鉴于地震小区划工作在实践中已经取消,10规范改变了89规范和01规范的双轨制设防,改为单轨制。

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4  地震烈度、基本烈度和设防烈度的逻辑关系

 





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(1)地震烈度、基本烈度和设防烈度,其基本概念可归纳总结如下:            
         
地震烈度
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表示地震对地表影响的强弱程度。


它是一个自然科学范畴的名词。


通常用罗马数值表示,如,VI度、VII度、VIII度、IX度、X度等。


         
基本烈度
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区划标定或确定的烈度。


是考虑地震危险性特征,对未来一段时间内遭遇地震烈度的预测结果进行归并、区划,代表一个地区地震危险性的烈度值。


一般由地震部门发布。


地震工程学名词。


一般用罗马数字表示,如,VI度、VII度、VIII度、IX度、X度等


         
设防烈度
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按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。


一般在基本烈度的基础上,根据经济、技术条件由建设部门做出决定。


工程学指标。


一般用阿拉伯数字表示,,如,6度、7度、8度、9度、10度等


2)三者之间的逻辑关系如下图所示


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  地震烈度、基本烈度和设防烈度的逻辑关系简图



由上图可知,


  • “全国都是设防区”,这一命题的完整表述是由地震和建设两个部门前后接续的规定形成的。


  • 地震部门规定(GB18306-2015),全国的地震动峰值加速度都是0.05g及以上(6度及以上)。


  • 建设部门规定(GB50011-2010),6度及以上地区必须进行抗震设防。

   

       因此,完整的抗震防灾工作,需要地震和建设等部门通配合!

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后   记
      地震烈度、基本烈度、设防烈度,三个烈度之间错综复杂,对于普通的工程技术人员和行政管理人员来说又过于专业,正所谓  
 双兔傍地,尚难辨雌雄;  
三兄缠绕,又怎分泾渭!  
       想要全面理清楚、弄明白地震工程学的概念和逻辑,对绝大多数工程技术人员来说,都不是易事!  

 
       但是,现阶段, 清楚三个烈度的概念与内涵,搞准两个部门的职责与分工 ,仍然是全面推进我国抗震防灾事业的发展,减轻地震灾害风险,保障人民群众生命安全、减少财产经济损失的基本前提!  

 
        因此,需谨记
 
概念原则不糊涂,  
岗位职责分清楚。  
目标方针紧抓住,  
全面防灾有前途!  


知识点:设防烈度的确定原则

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