建筑物的抗震等级、地震烈度、抗震设防烈度都是什么意思?有什么区别?

2022年10月19日建筑工程2阅读模式

地震震级

地震震级是某次地震的属性,某个地震只会有一个震级。比如 1995 年阪神大地震是矩震级 6.8,2008 年汶川大地震是矩震级是 7.9。

注意到,可能对于某次地震,不同媒体的报道有所不同,那是因为他们采用了不同的震级标准。由于历史原因,不同的专家学者发明过不同的震级标准,比如里氏震级、面波震级、体波震级等等。比如说,有些国内官方媒体采用的就是面波震级,所以 2008 年汶川大地震的震级为面波震级 8.0。目前大家认为比较合理的、应用较广泛的是矩震级。

震级是什么意思呢?简单说,震级衡量的是地震的大小,或者严谨一点,地震所释放的能量的大小。某次地震所释放的总能量是固定的,所以它的震级也是唯一的。

地震烈度

地震烈度衡量的是某次地震发生之后对某个地区的影响。比如说,1976 年唐山大地震,震中唐山的烈度为 11 度,天津的烈度为 8 度,北京为 6 度,石家庄为 5 度。通常情况下,越靠近震中最大,越远离震中越小。这也很好理解,越靠近震中受影响越大,越远离震中受影响越小。

抗震设防烈度

抗震设防烈度是某个地区的属性。比如说北京的抗震设防烈度是 8 度,上海的抗震设防烈度是 7 度。

这个是怎么确定的呢?一定程度上,设防烈度的制定跟设防目标相关。就拿北京来说,先统计一下历史上一定时期之内影响到北京的历次地震,看一下这些地震引起的北京地区的烈度分别是多少。

抗震等级

抗震等级是建筑结构的属性。比如说,这栋楼的抗震等级是一级,那栋楼的抗震等级是二级。抗震等级也可以在局部调整,比如这栋楼的抗震等级是三级,但是某一层或者某一个柱子的抗震等级是二级。

抗震等级当然跟抗震能力相关,但并不是说一级的就一定比二级的好。举个类似的例子,汽车的碰撞试验,有五星的,也有三星的,但是并不是说五星的就一定比三星的更好。一个五星的微型车,跟一个三星的大皮卡相比,孰高孰低还很难说。

抗震等级也是如此,它取决于抗震设防烈度、结构重要性、结构类型、结构高度。对于普通的钢筋混凝土结构,可以参见抗震规范里的这张表格。

建筑物的抗震等级、地震烈度、抗震设防烈度都是什么意思?有什么区别?

比如说,上海的一栋高层住宅楼,采用剪力墙结构,高度为 100 米。我们就去查表,上海设防烈度为 7 度,抗震墙结构高度大于 80 米,所以是二级。再比如说,济南的一栋高层写字楼,框架核心筒。我们继续查表,济南是 6 度区,所以框架核心筒的框架部分是三级,核心筒部分是二级。

注意到,我们说这张表适用于“普通的钢筋混凝土结构”,也就是所谓的“丙类建筑”。目前的抗震规范,已经把中小学校舍提高到了“乙类建筑”。换言之,医院、中小学校舍等等非常重要的建筑物,需要在这张表的基础上进一步提高,一般是查表的时候提高一个烈度。

比如说,以上海为例,同样是小于 24 米的框架结构,如果是菜市场,那就按 7 度查表,也就是三级,如果是小学教学楼,那就要按 7+1=8 度查表,抗震等级为二级。也就是说,同一个地区、同一个结构类型、差不多高度的建筑物,中小学、医院等等通常要比菜市场、普通办公楼、住宅楼高一个抗震等级。

抗震等级有什么用呢?主要体现在结构的各种内力调整和构造措施上。

建筑物的抗震等级、地震烈度、抗震设防烈度都是什么意思?有什么区别?

比如一级框架结构的角柱,最小配筋率需要到达 1.1%,而四级的角柱,最小配筋率达到 0.7% 就可以了。也就是说,在计算允许的前提下,抗震等级低的结构可以用更少的钢筋。

建筑物的抗震等级、地震烈度、抗震设防烈度都是什么意思?有什么区别?

再比如说,一级和二级框架结构的角柱,箍筋必须全高加密,而三级和四级的角柱就不需要特殊处理。

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