美国抗震规范知识.doc

美国抗震设计规范沿革(2008-07-01 16:18:04) 转载美国抗震设计规范沿革 在美国，结构抗震设计规范可以追述到上世纪二三十年代。1929年，太平洋沿岸房屋管理局（the Pacific Coast Building Officials），即后来的ICBO（International Conference of Building Officials），在第一版统一建筑规范（Uniform Building Code，简称UBC）的附录中以非强制性条文的形式给出了第一套综合性抗震设计方法。在这本早期的规范中，包含了地震区划、结构细部设计以及侧向抵抗力等今天规范仍然使用的基本概念。1933年的加州Long Beach地震后，加利福利亚政府采取了Field法案和Riley法案，对建筑抗震提出了强制性要求。 20世纪40年代末期，加州大学的一些研究者开始与加州结构工程师协会SEAOC （Structural Engineers Association of California）的成员开展合作，致力于地面运动及结构动力效应的研究。1952年，SEAOC与美国土木工程协会ASCE（American society of Civil Engineers）联合发布了一个报告，将反应谱原理引入了地震工程领域。1960年，SEAOC对这一报告进行了扩充，发布了第一版的推荐侧向力条文及评注（Recommended Lateral Force Provisions and Commentary），即通常所谓的“蓝皮书”（Blue Book）。后来在SEAOC地震学分会的努力下，经周期性的修改与再版，蓝皮书已成为UBC及其它规范中抗震条文的资料来源。在蓝皮书中，明确提出了建筑的三级性能标准：允许建筑抵抗较低水准的地震动而不破坏，在中等水平地震动作用下主体结构不会破坏，但非结构构件会有一些破坏，在强烈地震作用下，建筑不会倒塌，确保生命安全。这些基本性能目标作为建筑抗震设计规范的基本原则一直沿用至今。1960年的蓝皮书概括总结了当时地震工程界的理论成果与实际经验。在此后的一段时间内，以蓝皮书为基础的UBC规范保持了相对的稳定。然而，1971年2月的San Fernando地震造成的大范围破坏，令工程师们大为震惊。根据这次地震震害教训，UBC规范采取了相应的改进措施：提高了设计内力的水准；对重要的结构，特别是涉及公共健康与安全的建筑，采取了更加保守的标准；在高烈度地震，对混凝土结构的延性构造提出了强制性要求。 尽管SEAOC根据San Fernando地震的教训，在1973 UBC和1976 UBC中采取了很多改进措施，但人们仍深刻地感到需要对过去的抗震设计方法进行认真的回顾和彻底的审视。为此，SEAOC专门组织了一个应用技术委员会（Applied Technology Council，ATC），负责筹集资金，指导焦点问题的研究与探讨，目的在于改进建筑抗震设计方法。在NSF（National Science Foundation）的资助下，ATC在全国范围内组织了大批著名的地震工程研究者以及有实践经验的工程技术人员来开展这项研究工作，最终发布了影响深远的成果报告ATC3-06。在这一报告中，引入了线性动力分析方法，并且第一次尝试性的对结构抗震设计的风险水准进行了量化。ATC3-06明确提出，规范设计的目的应该是在平均重现期475年地震作用下结构应能确保生命安全。ATC3-06的这一建议在1988 UBC中已被正式采用。 到20世纪70年代中期，人们已清楚地意识到，地震已不仅仅是加州的麻烦，在美国其他地区也会发生San Fernando地震那样的大地震，于是便有了NEHRP计划（National Earthquake Hazards Reduction Program）的产生。20世纪80年代，NEHRP提出了许多重要的目标，包括制定和应用工程抗震的国家标准、研制对现有危险房屋进行风险识别和减轻风险的方法等。共有四家联邦机构参与了NEHRP计划，其中美国地质调查局USGS（United State Geologic Survey）负责强地面运动特征的研究，NSF和NIST（National Institute of Science and Technology）分别负责资金和技术支持，而FEMA（Federal Emergency Management Agency）则负责领导制定作为规范基础和实践标准的指导性文件。 FEMA的研发计划主要集中于两个方面，即研制可用于减轻现有建筑地震风险的使用工具以及制定全国范围可用的新建建筑规范。如前所述，UBC规范是在SEAOC推荐条文的基础上制定的，虽然根据最新的研究成果和第一手的震害资料，UBC进行了不断的更新与改进，但是它基本上只用于美国西部地区。在美国中部及东北部地区，使用的是由BOCA制定的规范，而在美国东南部地区则主要使用SBCCI制定的规范。需要说明的是，BOCA和SBCCI的规范均采用了ANSI-58.l（即后来的ASCE7）等国家规范的推荐条文；而在1995年以前，ANSI/ASCE规范的抗震设计条文均是以早期的UBC为基础的，并没有包括1971年San Fernando地震后UBC规范的一些重大改进。 在FEMA的资助下，为了制定所谓的NEHRP Provisions，BSSC（Building Seismic Safety Council）在全国范围内召集工程技术人员、企业和学术机构的代表，组成了条款更新委员会PUC（Provisions Update Council），并于1985年发布了第一版NEHRP Provision。以后为了和模式建筑规范的再版周期相适应，BSSC每3年都会对NEHRP Provision进行更新和再版。但是，最初的1985和1988两个版本的NEHRP Provision并没有被任何模式规范所采用，直到1993年，ASCE 7基于1991 NEHRP Provision进行抗震条款修改时，这种情况才有所改观。后来，BOCA和SBCCI规范进行修改时均采用了ASCE 7的抗震条款。当时，ICBO也曾考虑采用NEHRP Provision，但是一项研究表明：按照UBC规范进行设计的结构完全能满足NEHRP Provision的要求，因此，ICBO最终还是没有采用NEHRP Provision。 尽管有证据表明UBC和NEHRP Provision是相当的，但是关于这一点的真实性在地震工程界仍然存在很大争议。1995年，上述三本规范的编制机构决定成立一个联合会，即国际规范协会IIC（International Code Council），负责制定一套单一的模式建筑规范，以取代过去三家机构的各自规范。ICC的初衷是想利用BOCA、ICBO和SBCCI的规范中各自最好的部分组成一本新的规范在2000年发布。但是，由于作为BOCA和SBCCI规范基础的1991 NEHRP Provision在2000年时可能会过时，而且在其中也没有考虑1989年Loma Prieta、1994年Northridge以及1995年Kobe等地震的震害教训和启示，同时，它也没有考虑最新的地震危险性分析结果。鉴于此，ICC、BSSC、SEAOC以及ASCE等机构达成了一个非正式协议，几家机构将合作编制1997 NEHRP Provision，并将其作为2000 IBC规范的基础。为此，SEAOC首先解决了1997 UBC的改进问题：采用了以强度理论为基础的设计方法，吸取了Northridge和Kobe等地震震害的教训，考虑近场效应修改了地面运动模型。与此同时，参与BSSC PUC计划的SEAOC成员也将上述建议带到了1997 NEHRP Provision中；此外，1997 NEHRP Provision还采用了USGS最新的地震参数区划图，增加了组合结构体系以及预应力混凝土结构的相关规定。1997 NEHRP Provision与之前的版本相比，最大的改进之处就在于:引入了新的场地效应系数、采用了新的地震动参数区划图、改进了主体结构与材料相关的设计条文。 2000年，以1997 NEHRP Provision为基础的2000 IBC规范正式发布实施，取代了UBC、BOCA和SBCCI等规范，从而使美国的新建建筑规范达到了统一。以后，为了和模式建筑规范的再版周期相适应，ICC每3年对IBC规范进行一次更新和再版，于是便有了2003 IBC（以后称为IBC-2003）的产生。与制定新建建筑的设计规范相比，制定既有建筑的评估与加固方法则要面临着完全不同甚至更为严峻的挑战。在1980年以前，人们很少对既有建筑进行评估或加固。当需要进行评估或加固时，一般是按现行规范（用于新建建筑设计）的标准进行的。这样做的结果就是结构加固的代价太高，而且也不可靠。因为现行规范对结构侧向强度的要求是在假定结构具有一定的规则性和延性的基础上的，而对于既有的危险建筑来说，一般都不会具有这样的规则性和结构延性的。 在NSF的资助下，ATC开展了ATC14项目研究计划，提出了对既有建筑进行风险评估的标准方法。后来，在FEMA的继续资助下，这一方法在ATC 22、FEMA 178以及FEMA310中得到不断的修改和扩充。然而，尽管这些报告提供了完整的建筑风险识别方法，但是它们并没有提供相应的加固方法。为了弥补这一缺憾，FEMA与ATC、BSSC以及ASCE等机构开展合作，最后于1997年10月发布了第一本真正意义上的基于性能抗震设计规范FEMA273，并于2000年发布了FEMA356。与此同时，ATC也发布了一本类似的、用于混凝土结构加固的ATC-40报告。欧洲抗震设计规范沿革 早在1975年，为了消除贸易过程中的技术壁垒以协调各成员国的技术规范，欧洲共同体委员会（Commission of the European Community，简称CEC）根据罗马条约的第95款开始编制一套建筑设计技术规范“欧洲规范”（EuroCode）。历经15年的努力，最终在20世纪80年代产生了第一代欧洲规范。 1989年，在CEC与欧洲标准委员会（European Committee for Standardization，简称CEN）达成协议的基础上，CEC与欧洲联盟（European Union,简称EU）和欧洲自由贸易协会（European Free Trade Association，简称EFTA）各成员国决定通过一系列的委任托管权，把欧洲规范的编制和出版权转让给CEN。1990年，CEN成立了第250技术委员会（CEN/TC 250）负责欧洲规范的制定工作，同时命名为“建筑工程欧洲规范”，并确定了其工作基础、目标和工作方法，规定欧洲规范首先以“试行欧洲规范（Euro Norm Vornorm，简称ENV）”的名义颁布，在各成员国试行一段时期，根据试行经验及评议、讨论结果，修订成正式的欧洲规范，以取代各成员国的国家规范。 欧洲规范的最主要的特色就是对结构的安全性、适用性和耐久性提出了具体的原则和要求，在极限状态概念的基础上使用分项系数方法进行结构设计。欧洲统一规范是一套完整的结构设计规范，它基于极限状态理论，采用分项系数方法进行结构设计。同时，它也是一套真正意义上的基于性能要求的结构设计规范。欧洲规范（Eurocode 8简称EN 1998）对建筑结构抗震设计有着非常重要的作用，它包含了不同地区地震设计参数的详细调查研究和实践的结果。EN 1998提供了欧洲联盟地震多发区结构设计准则的依据，同时由于不同地区的需要也提供了针对各成员国地震区特殊性的与各个国家相关的附录（National Annexes）。其现行版本为2003版。日本抗震设计规范沿革 日本学者佐野利器于1916年发表了家屋耐震构造论，提出了静力震度法，建议结构设计水平力为结构重量的k（k1）倍。1922年内藤多仲按震度k=1/15设计加固房屋，并且经历了1923年关东大地震的考验。1924年颁布“市街地建筑物法”，采用震度法，取k=0.1，此为日本最早的抗震规范。 1933年日本建筑学会出版钢筋混凝土设计规范，采用武藤清提出的刚架在水平地震力作用下的分析方法。1941-43年“建筑物耐震构造要项”发表，提出极限设计法，并提高建筑物上部的震度。1944年采用极限设计法，取k=0.15。1950年，日本公布了“建筑基准法”，替代1924年以来的规范并适用于全国。抗震规范采用JES3001，规定k0.2，对16米以上的房屋增大震度，每4米增加0.01。软土地基上的建筑以及房屋突出物取k =0.3。1951年发表“关于震度折减”的建议，将全国地震分为三个区采用不同的折减系数；将地基分为四类，将建筑物分为四种类型。1952年建设省通告1074号采用“关于震度折减”的规定。该规定沿用到1981年。 1967年日本建筑学会发表“高层建筑技术指针（增补修正案）”，舍弃了设计震度法，第一次明确提出反应谱设计法，提出按场地调整动力放大系数的范围。1973年发表钢筋混凝土结构的动力抗震设计法。1977年新耐震设计法（草案）和现存钢筋混凝土房屋抗震安全性鉴定准则发表。 1979年建设省设立“耐震设计基准委员会”，研究应采用的新耐震设计法（草案）施行令、该草案的社会影响以及实现的可能性。1980年公布改订建筑设计法施行令，1981年6月新耐震设计法正式生效。2011年中国科学院院士增选当选院士名单（最新版，立此存照，北京大学5人，清华大学3人，待验证） 2011-11-16 17:33本帖最后由 xfxs 于 2011-11-16 09:49 编辑 数学物理学部(9人)姓名 年龄 专业 工作单位王广厚 71原子分子与团簇物理 南京大学鄂维南 47 数学 北京大学、普林斯顿大学袁亚湘 51 运筹学 中国科学院数学与系统科学研究院陈永川 47 应用数学 南开大学张肇西 70 粒子物理理论 中国科学院理论物理研究所武向平 50 天体物理 中国科学院国家天文台高鸿钧 47 凝聚态物理 中国科学院物理研究所潘建伟 41 量子信息、原子分子与光物理 中国科学技术大学张维岩 55 激光聚变与等离子体物理、理论物理 中国工程物理研究院化学部(7人)姓名 年龄 专业 工作单位田 禾 48 精细化工 华东理工大学刘忠范 48 物理化学 北京大学严纯华 50 无机化学 北京大学李亚栋 46 无机化学 清华大学杨学明 48 物理化学 中国科学院大连化学物理研究所张俐娜(女)70 天然高分子与高分子物理 武汉大学赵进才 50 环境化学 中国科学院化学研究所生命科学和医学学部(10人)姓名 年龄 专业 工作单位王 岩 49 外科学 解放军总医院朱玉贤 55 植物生理学 北京大学张学敏 47 医学 军事医学科学院陈孝平 58 肝脏外科 华中科技大学李 林 50 生物化学与分子生物学 中国科学院上海生命科学研究院康 乐 52 昆虫学 中国科学院动物研究所张明杰 44 结构生物学 香港科技大学郭亚军 55 肿瘤学 第二军医大学舒红兵 44 细胞生