摘 要：鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用日益廣泛，在設(shè)計時仍需考慮地震作用，就中國和美國在鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方面的不同進行了對比分析。

　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;中國和美國

　　1 美國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的發(fā)展

　　1923年，美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會制定了第一個鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)范，該規(guī)范是以容許應(yīng)力為基本原則的設(shè)計法，經(jīng)過多次修改，在1961年，其格式與內(nèi)容基本上形成了固定模式。1986年，AISC規(guī)范委員會提出了以概率理論為基礎(chǔ)編寫的荷載和抗力分項系數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，簡稱 LRFD。以概率理論為基礎(chǔ)編寫的 ASCE/SEI7—05，作為美國各種設(shè)計理論依據(jù)，后 該 理 論 被 不 斷修改與改進。

　　美國工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計大體上分為三種，國 家 標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)以及地方標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)展過程大致經(jīng)過初創(chuàng)、發(fā)展、統(tǒng)一幾個階段。1925年，出現(xiàn)了第一個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范 UBC，緊接著又出現(xiàn)了 NBC，SBC。

　　美國的抗震目標(biāo)是把地震傷害降到最小化，即 那些專門為人民提供生命安全、財產(chǎn)安全 保 障 的 設(shè) 施，要按照他們的作用進行改造，加強它們的 防 震 性 能，使 它們在震后也能正常的運行工作。該抗震目標(biāo)把抗震強度分為 兩 個 等 級，即“設(shè) 計 地 震”和“最 大 考 慮 地 震”。 “最大考慮地震”是指五十年的超越概率為百分之二的地震;“設(shè)計地震”的 加 速 度 是“最 大 強 度 地 震”的 三 分之二。

　　2 中國抗震設(shè)計規(guī)范

　　中國抗震規(guī)范提出的抗震目標(biāo)為三水準(zhǔn)，即“小 震不壞，中震可修，大震不倒”。第一 水 準(zhǔn) 是 指，當(dāng) 某 地 區(qū)所受到的地震強度傷害低于該地區(qū)所預(yù)防的強度時，遇到這種地震，震后可以不用修復(fù)，繼 續(xù) 正 常 使 用;第二水準(zhǔn)是指，當(dāng)某地區(qū)所受到的地震強度傷害等于該地區(qū)所預(yù)防的地 震 強 度 時，建筑物可能會受到小的或局部損傷，只需進行簡單的修理甚至不用修理，就 可 以繼續(xù)使用;第三水準(zhǔn)是指，當(dāng)某地區(qū)遇到的地震強度遠大于他所預(yù)防的 強 度 時，不會導(dǎo)致房屋坍塌或危及到人的生命財 產(chǎn) 安 全。其 中，小震五十年的超越概率為63.2%;中震是指五十年的超越概率為10%，相當(dāng)于美國的“設(shè)計地震”等 級;大震是指五十年的超越概率為2%到3%，相當(dāng)于美國的“最大考慮地震”等級。

　　3 中美兩國抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的比較

　　3.1 中國的建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)我國根據(jù)建筑破壞造成的人員傷亡、經(jīng) 濟 損 失、社會影響等因素將建筑物設(shè)防類別劃分為特殊設(shè)防類(甲類)、重點設(shè)防類(乙類)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙 類)和 適 度設(shè)防類(丁類)四類。甲類：指一些有特殊重要設(shè)施，關(guān)系到國家安全的重大工程和及可能發(fā)生次生災(zāi)害，應(yīng)加以特殊保護的建筑。乙類：指在地震中仍然要繼續(xù)使用或者損壞后會帶來嚴(yán)重的人員傷害，應(yīng)該提高預(yù)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。丙類：是指除了甲類、乙類和丁類的建筑。丁類：是指使用的人員較少的，不 致 產(chǎn) 生 次 生 災(zāi)害，可降低預(yù)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。

　　3.2 美國的建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)A 類：符合最基本的抗震設(shè)計要求。B類和 C類，符合一般性的抗震設(shè)計要求，只 需 要按照靜力方法計算地震的作用就行。D類、E 類 和 F 類：即嚴(yán)格按照抗震設(shè)計要求，用動力學(xué)來計算地震的作用。

　　4 中美兩國鋼結(jié)構(gòu)抗震的原則和方法的對比

　　(1)中國的抗震設(shè)計兩階段方法：第一階段設(shè)計是抗震建筑需考慮的最基本且必須遵循的設(shè)計內(nèi)容。需要確定結(jié)構(gòu)方案及布置，取第一水準(zhǔn)的地震動參數(shù)，計算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力，用極限狀態(tài)設(shè)計法對截面配筋，并進行截面承載力抗震及變形驗算，最 后 考慮延性和耗能要求采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施。第 二 階 段 設(shè)計是對抗震有特殊要求或?qū)Φ卣鹈舾�、�?震 下 易 發(fā) 生損害的薄弱部位的建筑進行的彈塑性變形驗算。

　　(2)美國的抗震設(shè)計的方法：單一階段設(shè)計法。通過不同的調(diào)整系數(shù)來考慮不同結(jié)構(gòu)的延性性能，比 如對處于彈塑性工作狀態(tài)的建筑可以采用線性靜力計算法，對于處在 D 類、E類、F類的工作狀態(tài)的建筑，不采用線性靜力計算法。

　　5 中美 鋼 結(jié)構(gòu) 抗震 設(shè) 計規(guī)范安全 度設(shè) 置水平的對比

　　在軟場地條 件 下，中國的抗震設(shè)計規(guī)范安全度設(shè)置水平與美國的基本相同;在硬場地 條 件 下，按 中 國 抗震規(guī)范設(shè)計出的柱截面抗震應(yīng)力比美國的大。對于豎向地 震 作 用，現(xiàn)階段中國規(guī)范僅僅只在少數(shù)情況下考慮 它 的 影 響，而美國對絕大多數(shù)建筑都需考慮豎向地震作用。

　　所以，綜合以上分析可以看出，兩國的鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范安全度各有特色，但兩國總的鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范安全度設(shè)置水平相當(dāng)。

　　6 中美鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中主要構(gòu)造措施的對比

　　中國的比較重要的和常見的構(gòu)造措施有特殊抗彎框架、中等抗彎 框 架、普 通 抗 彎 框 架、特殊中心支撐框架、偏心支 撐 框 架。然 而，美國對框架中梁、柱 構(gòu) 件 沒有特殊的要 求。美國對構(gòu)件類型的劃分比較詳細，而中國會根據(jù)不同抗震設(shè)防烈度給出不同的限值。中 國和美國關(guān)于梁柱連接焊縫類型的規(guī)定基本相同，對 材料的沖擊韌性的規(guī)定有一定的差異。

　　7 總結(jié)

　　通過以上對兩國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的對比分析可以看出，兩國的鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有很大的不同，設(shè) 計 原 則不盡相同，構(gòu)造的重點也不一樣，各有特色。

　　參考文獻

　　[1]侯建國，李健祥，李揚.中美混凝土結(jié)構(gòu)抗震承載力驗算安全度設(shè)置水平的比較[J].

　　[2]石樹中，沈建文.抗震設(shè)計中多遇地震的問題和討論[J].地 震 學(xué)報，2012，(1).

　　《中美兩國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計對比分析》來源：《現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)》，作者：段曉曉 。

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