我国钢结构抗震设计方法研讨会纪要引发关注，小震地震力背景知识介绍

近日，中国土木工程学会结构分会在京召开首届研讨会。会上，设计大师、知名教授对我国钢结构抗震设计方法进行了探讨，并在官方网站上发表了《结构工程分会首届研讨会纪要——《钢结构抗震设计方法》土木工程学会结构分会的报道，引起了设计者的广泛关注和讨论。本文参考了浙江大学童根树教授的《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》。研讨会上作报告，并简要介绍了我国规范中采用的小地震地震力相关的背景知识。

小地震力的前身

1978年《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78采用下列公式计算地震力：

(1)

式中，C称为结构影响系数，与设计地震力成正比。根据规范的解释，参数C是结构弹塑性变形系数、高阶振动影响系数和阻尼影响系数的乘积。由于目前等效质量计算中考虑了高阶振型的影响系数，并且引入了顶部附加地震效应来考虑高阶振型的影响，阻尼影响系数也被分离出来，因此C系数实际上变成了一个比较简单的弹性系数。塑性变形影响系数。

小地震力介绍

1989年的《建筑抗震设计规范》GBJ11-89引入了小地震地震力的概念。由于当时的结构设计以钢筋混凝土结构为主，钢筋混凝土结构的影响系数C在0.35左右变化（表7.2），故统一取0.35。

当时国际上提出采用年超越概率模型来预测地震烈度，而这个0.35接近于利用年概率模型计算出的50年一次地震烈度与475年一次地震烈度的比值，因此GBJ11-89中引入了小地震力（50年一遇）的概念，将0.35解释为小地震烈度（50年一遇）与475年一次的地震烈度，抹去了结构影响系数C的痕迹。

小地震力与结构影响系数C的关系

根据年超标概率，50年发生一次地震的概率为1-(49/50)^50=63.6%； 475年发生一次地震的概率为1-(474/474/ 475)^50=10%； 50年内1500年发生一次地震的概率为1-(1499/1500)^50=3.3%。

地震烈度年超越概率与地震烈度之间的关系可表示为：

(2)

上式表明，地震烈度（用加速度ag表示）越大，年超标概率（发生概率）越小。系数v越小，发生强震的可能性越大。这个系数v一般在3左右，但是当地震烈度较大时，在2左右（我见过日本的数据取v=1.85）。

根据我国《建筑抗震设计规范》GBJ11-89的规定，小地震烈度比设防烈度小1.55度（不同设防烈度略有不同）。 (2)中的指数约为-2.1，由此可以推断。 50年发生一次的地震加速度与475年发生一次的地震加速度之比如下：

50年一次：

475 年一次：

可用的加速比为：

从表7.2可以看出，这个0.342接近于钢筋混凝土结构的结构影响系数平均值0.35。但不同类型的钢筋混凝土结构，如框架结构、剪力墙结构等，其结构影响系数不同。前者0.3~0.35，后者0.35~0.4之间。为了显示小地震地震力的这种差异，GBJ11-89还引入了承载力抗震调整系数（见表7.4）。其中，钢筋混凝土抗震墙取0.85，钢筋混凝土梁取0.75。其他结构按承载力抗震调整系数进行修正。例如，砖石结构原结构影响系数为0.45，现取小地震地震力为0.35。如果地震力较小，则承载力的抗震调整系数为1.0，相对于钢筋混凝土框架的0.35，实际上仍取结构影响系数1/0.8x0.35=0.4375~0.45。

本文摘要

1）GBJ11-89虽然引入了小震地震力的概念，但其本质仍然是考虑结构弹塑性变形（延性）影响后的中震弹性地震力的折减；

2）总体而言，TJ11-78中钢结构的影响系数明显小于钢筋混凝土结构。那么，现有规范中钢结构承载力的抗震调整系数是否足以体现这种差异呢？

3）现有的抗震设计方法都是基于钢筋混凝土结构。那么对于抗震性能差异很大的钢结构，我们是应该在现有的抗震设计方法的基础上进行修复，还是开发一套适合钢结构的设计方法呢？ ？

我国的标准已经多次迭代和更新。在此过程中，他们不仅吸收了其他国际标准的经验，而且融合了我国科研人员和实践者的成果。相信通过不断努力，钢结构抗震设计方法会不断完善，更好地体现理论先进、逻辑合理、应用简单的特点。能够在保证安全的同时尽可能的体现钢结构的优点，从而进一步推动我国钢结构的发展。行业的发展。

参考：

童根树，《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》，中国建筑工业出版社，2022年。