抗震设防知识

一个符合国情的抗震设防目标，是抗震防灾的重要内容。过高的设防目标，将超越现实经济条件的可能；过低的设防目标，则不能使工程、设施具备必要的抗震能力。

在认真总结历次大地震经验，深刻汲取历次震害教训的基础上，通过技术、经济、社会、环境诸因素的综合分析，现阶段已经制定了从6度区开始抗震设防，重要、一般工程区别对待的抗震设防标准。对量大面广的一般工程建筑应按《中国地震动参数区图》（2001）确定设防依据。《中国地震动参数区划图》给出的是50年期限内，一般场地土条件下，可能遭遇的地震事件中，超越概率为10％所对应的地震动峰值加速度，做为抗震设计的依据，但对重大工程和可能引起严重次生灾害的工程建设，需要进行专门工程地震研究。对核电厂的大震，即极限安全地震动，则取年超越概率0.1‰，约相当于50年超越概率0.5‰；对特大坝如三峡大坝取超越概率0.2‰或50年1％。由此可见，从一般房屋、特大桥、特大水坝到核电厂，重要性逐步加大，安全性要求逐步提高，采用的设防目标也逐步提高。对于某一项建设工程设防标准的选择，应该由有关工程部门按照有关抗震设防标准的规定选择。在特别重要的情况下，也可由上级主管部门决定。

2、我国建设工程抗震设防有哪些规定？

建设工程抗震设防是地震灾害预防的重要措施，对提高全社会抗御地震灾害的能力，减轻地震灾害损失起着十分重要的作用。建设工程必须进行抗震设防，防震减灾法中已作了明确规定，主要内容如下：

（1）新（改、扩）建建设工程进行抗震设防，必须达到抗震设防要求。

（2）一般工业与民用建筑建设工程，必须按照国家颁布的地震烈度区划或者地震动参数区划图规定的抗震设防要求进行抗震设防。

（3）重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程、核电站和核设施建设工程必须进行地震安全性评价，并根据经过国家或省级地震行政部门审定的地震安全性评价结果，确定抗震设防要求，进行抗震设防。

（4）建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计，并按抗震设计进行施工。

（5）已建成的重大建设工程，可能发生严重次生灾害，有重大文物价值和纪念意义以及地震重点监视防御区的建筑物、构筑物、未采取抗震设防措施的，应当按照国家有关规定进行抗震性能鉴定，并采取必要的抗震加固措施。

3、我国房屋建筑抗震设防的三个水准是什么？

地震震害一再表明，导致人民生命财产严重损失的原因，主要是建筑物的倒塌，因而抗震设计的要害问题是怎样防止或尽量减少建筑物在大震作用下的倒塌。然而人们对一般建筑是不可能采用很大的地震作用作为设计结构强度的依据的，那将意味着极大的材料消耗，得出不经济的设计，毕竟出现很大地震超越概率是比较小的。但是我国地震活动的特点是震级大、重现期长，为了防止建筑物的倒塌，应考虑在大震作用下抗倒塌的验算，从而达到既保安全又经济合理的目的。

我国1989年批准的《建筑抗震设计规范GBJ——11—89》，充分吸收国内外大地震的经验，其防御目标采用三个水准进行设防。《建筑抗震设计规范GBJ——11—89》根据地震发生风险水平所采用的三个水准如下：以50年超越概率为10％（相当于地震重现周期为475年）的地震影响为基本防御目标——设防烈度；以50年超越概率为63％（相当于地震重现周期为50年）的地震影响为小震（多遇地震）的防御目标；以50年超越概率为2—3％（相当于地震重现周期为2475—1641年）的地震影响为大震（罕遇地震）的防御目标。根据统计分析，“小震”比设防烈度低1.5度左右，“大震”比设防烈度大约高出1度左右。

按上述三种水准设计，在遭遇三种不同风险水平的地震影响时，容许的破坏程度为：当遭遇到本地区设防烈度影响时，允许建筑物有损坏，但经一般修理或不修理仍可继续使用；遭遇到高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，允许建筑物产生永久变形但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。上述三种水准的设防可概括为“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三级设防原则。

4、为什么要推行地震动参数区划图？

地震动参数划分，是以国土为背景，按照不同的地震强弱程度，以一定的标准（包括时间年限、概率水准、地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期等地震动参数标准），将国土划分为不同抗震设防要求的区域，并以图件的形式表示出来。地震动参数区划图展示了地区之间潜在地震危险程度的差异，设计人员可以根据地震动参数区划图上所标示的各个地区的抗震设防要求进行建设工程抗震设计。

从50年代至今，随着国民经济的发展和科学的进步，地震区划的目的、内容和方法也在不断地改进和发展。我国的地震区划图已编制完成了三张地震烈度区划图；2001年8月1日即将颁布实施的是我国第一张地震动参数区划图。

国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）是根据《中华人民共和国防震减灾法》的有关规定及工程建设对编制地震动参数区划图的需求制定的。本标准吸收了我国近10年来新增的、大量的地震区划基础资料及其综合研究的最新成果，该标准与国际接轨，采用了国际上最新的编图方法，较《中国地震烈度区划图（1990）》更能准确地反映地震动的物理效应，更能满足现代工程对地震区划的需求。该图由《中国地震峰值加速度区划图》（1：400万）、《中国地震动反应谱特征周期区划图》（1：400万）和《地震动反应谱特征周期调整表》组成，图上所标示的地震动参数指一般中硬场地条件下，设防水准为50年超越概率10％时的峰值加速度和特征周期。

该地震动参数区划图可作为编制社会经济发展和国土利用规划的基础资料；是新建、扩建、改建一般建设工程和已建一般建设工程的抗震鉴定与加固的抗震设防要求；但抗震设防要求高于本地震动参数区划图抗震设防要求的重大工程、可能发生严重次生灾害的工程，核电站和其它有特殊要求的核设施建设工程，位于地震动参数区划分界线附近的新建、扩建、改建建设工程；某些地震研究程度和资料详细程度较差的边远地区；位于复杂工程地质条件区域的大城市、大型厂矿企业、长距离生命线工程以及新建开发区等，不应直接采用本标准，需做专门研究。

本标准直接采用地震动参数（地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期），不再采用地震基本烈度。现行有关技术标准中涉及地震基本烈度概念的，应逐步修正。在技术标准等尚未修订之前，可以参照下述方法确定：

1）抗震设计验算直接采用本标准提供的地震动参数；

2）当涉及地基处理、构造措施或其他防震减灾措施时，地震基本烈度数值可由本标准查取地震动峰值加速度并按表D₁确定，也可根据需要做更细致的划分。

表D₁     地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表

5、什么是地震灾害损失，怎样预测？

所谓地震灾害损失包括地表断裂、山体滑坡以及阻塞河道和洪水泛滥、地陷和砂土液化、房屋建筑物倒塌破坏、生命线工程（交通、通讯、供水、供电、供气等工程）破坏、经济活动停滞（停工、停产等）、人员伤亡等等。

地震造成的人员死亡的直接原因，主要是各类建筑物的倒塌，特别是不结实的砖石（土砖、碎砖）建筑和没加固的烧制砖砌建筑。地震中死亡人数的75％是由于各类建筑物倒塌造成的，其中以砖石建筑物倒塌为主。

地震灾害损失预测系指全国或某一地区在地震危险性分析、地震区划或小区划、工程建筑易损分析的基础上，对未来某一时程因地震可能造成的人员伤亡和建（构）筑物、工程设施破坏等经济损失及其分布的估计。

预测未来一个地区的地震灾害损失需要了解分析地震时地面振动的强度及地面上的建筑物等设施抗御地面振动的能力这两个因素。在地震工程研究中，分别称之为地震危险性分析和地震易损性分析。

（1）地震危险性分析。主要任务是预测未来某地区由于地震造成的地面振动（简称地震动）的水平。可以用地面运动的加速度去直接量度地震动。另外，在地震破坏的研究中，往往是用“地震烈度”去描述地震区建筑物和自然环境等破坏程度，并编制成地震烈度表。

地震烈度表大多以四种地震破坏现象的差异去区分地震灾害的严重程度。这四种现象是人的感觉、人工结构物的破坏、物体的反应和自然环境的破坏等。实际上它们都反应了地表环境对地震动的反应。

在地震危险性分析研究中，假设某地在未来将发生某个震级大小的地震，可以计算出离该地震震中不同距离上地震烈度或地震加速度的大小。

（2）地震易损性分析。假如具备了历史上地震灾害损失记录的大量资料，配合理论分析，就可以建立起在不同地震烈度或加速度下，建筑物等破坏程度的相关关系。

通常，建筑物的破坏状态可以划分为五类：完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和毁坏。对于这五类破坏状态可以用所谓损失比（维修费用/重建费用）去表示。当然，某地发生相当于地震烈度的地震时，地震损失比较小，超过时损失比较大。

一旦我们由上述地震危险性分析预测某地在未来可能遭遇的地震烈度或峰值加速度，又由地震易损性分析知道该地区遭遇这样的地震烈度或峰值加速度作用建筑物等损失的比例，同时又预先调整清楚该地建筑物等的总面积以及造价，就可以计算出币表示的建筑物等的经济损失。

        表    中国各类建筑的损失比（％）

6、建筑物震害损失预测有哪些方法？

建筑物震害损失预测可分为重要建筑物震害预测、生命线工程震害预测和一般建筑物震害预测三个方面。

重要建筑物震害预测包括党政军机关重要建筑、公安消防系统、省、地、县重要医院房屋、震后易产生火灾、水灾、有毒物质扩散等次生灾害的房屋建筑。重要房屋的震害预测应逐栋调查防御状态（包括建筑结构现状、目前用途、场地和环境等），分析易损性，预测震害程度和薄弱环节；对易产生次生灾害的房屋预测应从危险源的统计分析着手，分析火灾、水灾、毒气等危险源的分布，研究次生灾害量，确定成灾率及蔓延规模，并在此基础上对次生灾害造成的经济损失、人员伤亡等作定量估计。

生命线工程系统震害预测包括交通运输系统震害预测（港口与码头、城市主要车站建筑物、机场主要建筑物、城市高架桥、公路、铁路桥梁震害预测），煤气系统震害预测，邮电通讯系统震害预测等方面。生命线工程系统是维持现代城市功能的最根本所在，地震时一旦生命线工程系统遭受破坏，将会造成极其严重的后果。生命线工程系统是一个复杂体系，主要车站建筑物，机场主要建筑物，发电、变电、配电主要建筑物，邮电通讯主要建筑物等应采用现场调查与理论分析相结合，从结构强度、施工方式、构造措施、场地条件等方面进行全面分析，分别用相应多层、空旷、房屋、框架等方法作单体震害预测，并对其抗震能力作出评价；桥梁震害预测可根据场地条件、地基液化情况、上部结构类型、支座类型、墩台的最大高度、孔数、梁的搭接长度、地震烈度、基础类墟、墩台材料等用易损性方法进行预测，并采用“公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）进行验算，评价其抗震性能；供电、供水、供气、邮电通讯系统的管网震害预测，应对整个网络系统的连接可靠性进行分析，给出管网各节点震后与水源、电源、气源、邮电枢扭中心连通的概率，再对整个管网系统的整体抗震能力作出评价。

一般建筑结构的震害预测包括经过正规设计、施工的城市各类房屋和农村非正规设计房屋。城市房屋震害预测一般可分为多层砖混房屋、混凝土框架结构房屋、空旷房屋、单层工业厂房、烟囱、水塔及其它工业构筑物、老旧民房、高层建筑等；农村非正规设计房屋一般可划分为砖混结构、砖木结构、土木结构和窑洞等几类。一般房屋建筑量大面广，在开展区域性震害预测时，对房屋不逐幢进行单体预测，需要的不是某幢房屋的可能震害，而只需某类房屋的震害程度。其目的是为有针对性的采取防震减灾对策和震灾评估提供依据。因此，在区域震害预测中，一般建筑物主要进行分类群体预测，分类作抗震验算，结合震害经验进行修改的方法，建立相应的易损性矩阵，群体预测各类房屋建筑在烈度Ⅵ--Ⅹ度时不同烈度情况下的震害程度、薄弱环节及人员伤亡情况。对烟囱和水塔等分布数量大的构筑物，可在抽样调查的基础上，先作单体预测，再评估各类构筑物的震害；高层建筑震害预测方法可采用层间位移角破坏准则，先对各结构进行弹塑性地震反应分析，算出各层的层间位移，确定结构的薄弱层间位移，结合建筑布置与体型、基础形式与场地条件、抗震构造措施、施工质量、新旧完好程度等计算确定相应的震害指数及震害等级。

7、为什么要进行建设工程场地震安全性评价工作？

地震安全性评价工作是对工程场地所进行的地震烈度复核、地震危险性分析、设计地震动参数（包括加速度、设计反应谱、地震动时程曲线）确定、地震小区划、场地周围地震地质稳定性评价、场地震害预测等工作，是确定建设工程应该达到什么样的抗震设防要求和采取什么样的工程性抗震设防措施的重要基础性工作。

如果简单地说，工程场地地震安全性评价工作，就是对工程场地未来可以遭遇的地震影响作出评价。这里所说的工程场地，可以是面积较大的城市、经济开发区、大型工矿企业，或者是铺设很长的输油、输气管线、和占地面很广的生命线工程，也可能是某些重大工程，如电厂、大桥、大坝、高层建筑的建设场地。未来时间根据工程的重要性、工程设计使用寿命来确定。如一般工业与民用建筑，指几十年时间，所以取未来50年超越概率为10％的地震动参数作为设防要求，对于核电厂的极限安全地震动，则取年超越概率为百分之一。而地震影响主要指场地可能遭遇的地震危险程度，它通常以地震动参数（如烈度、峰值加速度、速度、位移、反应谱等）来表示。

8、地震安全评价工作的范围有哪些？

工程场地的地震危险来自两方面：一是周围地震带、地区发生的地震对场区的影响；二是场地本身的地震危险。

因此工程场地地震安全性评价工作所涉及的工作范围包括区域、近场和场区三个部分。区域可取对工程场地地震安全性评价有影响的范围，其半径不应小于工程场地外围150km，在此范围内评价地震和地质构造活动的基本规律和特点，特别是地震活动的时空不均匀性，划分地震区带，确定潜在震源及其活动特点、地震动的衰减关系等；近场为工程场地及其处围25km的地区，在此范围内进行更为详细的地震和地震地质工作，查明近场范围内地震的发震构造，研究分析未来地震活动性等；场区为工程场地及其外围5km的地区，应对场区的断层活动时代、性质、运动特性等进行鉴定，在覆盖地区，应配合相应的物、化探勘察手段，确定断层的位置。

9、工程建设场地地震安全性评价内容与步骤是什么？

工程场地地震安全性评价工作跨越了地震学、地震地质学和地震工程学等学科，以地震的源、传播路径、场地条件三方面的地震环境为基础，从工程角度去研究地震的发生和发展规律及地震发生以后的传播、衰减规律和场地地震效应，确定建设工程所需的地震动参数，具体评价内容可归为以下几个方面：

区域地震活动性和地震构造综合分析；近场和场区地震活动性和地震构造综合评价；场地工程地震条件研究；建立地震烈度与地震动衰减关系；地震危险性确定性分析；地震危险性概率分析；区域性地震区划工作；场地地震动参数确定和地震地质灾害评价；地震小区划。大致的工作步骤为：

1）         首先根据地震地质构造资料、地球物理资料和地震资料，估计工作区内的未来地震活动性。

2）再根据地震烈度和地震强震记录资料得到本区的地震烈度和地震动参数衰减关系，估计场地的地震基本烈度和基岩地震动参数。

3）         最后再根据场地的工程地质条件，估计场地条件对地震动的影响，估计场地土层地表、不同深度的地震动参数和地震地质灾害。对于一个地区，则应再根据此地区多个场点的结果，给出设计地震动参数的等值线图和地震地质灾害小区划图，合称为地震小区划图；对于跨越活断层的工程，还要估计此断层可能产生的位错。

10、为什么建筑要避开活动断裂带？

每当一次次地震过后，人们看到屋倒人亡的惨景时，常常发出这样的感叹：“造成伤亡的是建筑物而不是地震本身。”最近几次较有影响地震也再次表明，建在断裂带上的建筑物几乎荡然无存，断裂带附近的建筑物破坏也很严重，而远离断裂带的建筑则破坏的程度就要小的多，有的建筑安然无恙。

1995年1月17日日本阪神7.2级强烈地震，造成5500人死亡，25504人受伤，55000栋房屋倒塌，造成1000多亿美元的损失。人员伤亡的90％以上是建筑物倒塌造成的。这次地震通过调查表明：靠近断层的震动要比以前想象的强烈的多。

1999年8月17日土耳其伊兹米特7.4级大地震，造成1.7万人死亡，2.6万人受伤。灾区约有10万栋房屋被震毁或遭受严重破坏，使百万人无家可归。地震灾区的供电系统、供水和通讯网络全部中断。地震造成的直接损失为200亿美元，是土耳其1999年国家预算收入的一半。地震专家一致认为，活动断裂在这次地震灾害中的作用越来越突出了。破坏最严重的地区基本上都是沿发震断裂带展布的，倒塌的建筑物呈线性延伸，断裂带穿过的水渠、桥梁等遭受的破坏更是严重。而在离开断层破裂带100——200m的地方，建筑物的破坏就轻微的多。

从这些地震的一些情况可以看出，在建筑物抗震设计和施工质量得到保证的条件下，地震对建筑物的影响虽能大大降低，但活动断裂带上的建筑物却很难幸免于难。如果当初在建筑物选址时，能避开活动断裂带，地震的损失就不会那么大。

为了减轻地震给人类造成的巨大损失，我国防震减灾中有明确的规定，要求重大建设工程和可能发生严重次生灾害的工程必须进行地震安全性评价，从而根据地震地质构造资料，地球物理资料和地震资料以及必要的技术勘探，查明工作场地内的断裂带的分布特征和活动性，预测未来地震的危险性，从而采取相应的对策和措施。

11、如何减轻地震灾害？

地震给人类造成的苦难使不少人在心理上蒙上了一层恐惧地震的阴影，而地震的突发性又使地震这一重要的自然现象带有“神秘”的色彩。因此，自古以来预测并减轻地震灾害始终是人们强烈的愿望，怎样才能有效地减轻地震灾害一直是人们在认识与改造客观世界过程中的一个重要课题。现代科学技术的进步逐渐为揭开地震的神秘面纱，预测地震，进而为减轻地震提供某些可能。

在防震减灾的实践中，人们逐渐认识到防震减灾涉及社会经济生活的各个方面和广大民众的生活，是一项复杂的社会系统工程。要有效地减轻地震灾害必须在各级政府的领导下，依靠法制、依靠科技，动员、组织各方面的力量进行协调一致的努力。

1）加强地震监测预报，是减轻地震灾害最基本的途径。地震监测预报是人类面临的最古老的问题，也是全球性的科学难题。30多年来，各国在地震活动特点和规律的研究方面，地震和构造关系调查和地震前兆观测等方面都取得了许多重要进展，在部分地震前，如1975年辽宁海城7.3级地震，1995年云南孟连中缅边界7.3级地震、1997年新疆伽师6.4级地震都有较成功的预报。地震预报是防震减灾活动的基础，它为地震灾害防御、地震应急和震后重建与救灾提供地震危险性的背景和地震的时域、地域和强度预测，以便针对性地各种防御措施。成功的预报将可以大大地减少人员伤亡和财产损失，对维护社会安定起着重要作用。当然现阶段较成功预报在众多地震中只占很少比例，地震预报的进展要比初期预料的缓慢的多，地震预报的科学难度要比原先预料的困难的多。

2）提高建设工程抗震能力是地震灾害预防的根本途径。震灾预防主要是指通过建设工程的地震安全设防，以达到在遭受未来地震灾害时避免建设工程的破坏和倒塌，从而减轻地震灾害的工程抗震设防措施。国家正式颁的《中国地震烈度区划图》或《中国地震动参数区划图》，可作为当前一个时期国土利用、城市规划和一般工业与民用建筑抗震设防的依据。一些重大工程和易于引发次生灾害的工程，还必须按照有关的法规和规范通过工程地震选择相对安全的建设场地和确定合理的设防标准。此外，震灾预防还包括某些非工程措施，如通过宣传、教育以及适时的防震减灾宣传等来提高社会公众的防震减灾意识和主动参与意识。

3）高效有序的地震应急对策行动对减少或避免人员伤亡、防止灾害扩大、尽快恢复社会秩序是至关重要的。地震应急包括震前应急防御和震后应急等内容。震前应急是指在地震发生之前，制定大地震灾害一旦发生后的应急行动方案。用于指导政府有关部门、医疗机构、厂矿企业和居民在大地震发生后作出紧急反应，协调行动，减轻灾害损失。震后应急主要包括破坏性地震发生后对地震参数（发震的地点、地震的震级等）的快速测定和报告；震后震情的发展趋势、强余震预测和地震灾害损失的快速评估；成立抗震救灾指挥机构等。

4）实施有效地救助行动可以减少人员伤亡和财产损失，又可以使灾区的人民生活尽快恢复。地震救助行动包括受灾人员的抢救、次生灾害的处理、生命线工程抢险和灾民紧急安置、伤病员抢救和防疫、恢复生产和社会生活正常秩序等。震后重建包括对震区重新进行地震安全性评定，提出抗震设防依据和重建计划以及实施重建等方面。

上述几个方面，彼此相关，相互补充，相辅相成，反映了我国目前防震减灾要以预防为主，实行综合预防的基本对策。

12、建设工程抗震设防的管理有哪些环节？

建设工程抗震设防管理一般可分为抗震设防要求、抗震设计和施工三个环节。

抗震设防要求是建设工程必须达到的抗御地震破坏的准则和技术指标，由地震行政主管部门审定和管理，一般工业与民用建筑，必须按照国务院地震行政主管部门编制的地震烈度区划图或者地震动参数区划图规定的抗震设防要求进行抗震设防；需要进行地震安全性评价，并根据地震安全性评价结果确定抗震设防要求的建设工程项目，地震安全性评价结果须经国家或省地震烈度评定委员会进行技术评审，由国家、省、地（市）地震行政主管部门根据分级管理原则负责抗震设防要求审定。没有经地震行政主管部门审定的地震安全性评价结果，不得作为确定抗震设防要求的法律依据。

抗震设计和施工是减轻地震灾害的重要环节，由建设行政主管部门、各专业主管部门负责审批和监督管理。抗震设计必须遵循抗震设防要求和抗震设计规范。抗震设计规范制定了建设工程达到抗震设防要求所应遵循的原则和具体技术性规定，包括工程场地选择、平面立面布置、抗震结构体系、材料与施工、地震作用和结果验算以及构造措施。

施工必须按照设计图纸和有关施工规范进行，由有相应资质的施工单位承担。

13、地震安全性评价的分级管理制度是什么？

根据《工程建设场地地震安全性评价管理暂行规定（震发防[1994]176号）》的通知精神，建设地震安全性评价工作由国家、省（自治区、直辖市）、地（市）地震行政主管部门实行分级管理和监督。

国家地震行政主部门归口重要城镇、经济开发区以及重大工程、特殊工程、可以发生严重次生灾害建筑工程地震安全性评价工作的管理和监督，并负责审批国家重大建设工程项目及城市、经济开发区的抗震设防要求。

省（自治区、直辖市）地震行政主管部门负责本行政区域内建设工程地震安全性评价工作的管理和监督，并负责审批本行政区域内省级重点建设项目的抗震设防要求。