《建筑工程抗震管理條例》第十六條理解及應用探討

張巖壽， 魏 強， 劉燕茹， 王湘安

（天津大學建筑設計規(guī)劃研究總院有限公司，天津 300073）

自2021 年9 月1 日起執(zhí)行的《建筑工程抗震管理條例》（以下簡稱“條例”），解決了我國建筑工程抗震防災面臨的一些問題，如執(zhí)行抗震設防標準不夠嚴格，老舊建設工程、農(nóng)村建設工程應對地震災害風險能力不足、抗震設防及鑒定加固等相關責任劃分不完善等。條例第十六條規(guī)定，高烈度區(qū)或地震重點監(jiān)視防御區(qū)的學校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老機構、兒童福利機構、應急指揮中心、應急避難場所、廣播電視八類建筑均應采用減隔震技術且保證發(fā)生本區(qū)域設防地震時能夠滿足正常使用要求；此條文較以往建筑結(jié)構抗震設計理論有巨大變化，本文以實際的幾個工程項目為例，分析當下不同地區(qū)對于《建筑工程抗震管理條例》第十六條的執(zhí)行情況，總結(jié)實施過程中存在的問題并最終給出相應的對策和建議。

1 第十六條帶來的變化

1.1 大學類建筑

條例出臺前，如工程建設所在省市無特殊要求，大學類建筑為標準設防類[1]，允許按照本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用。但條例第十六條明確規(guī)定，學校類建筑應當按照不低于重點設防類的要求采取抗震設防措施，此處未明確學校類建筑是否應當包含大學類建筑。

1.2 地震重點監(jiān)視防御區(qū)的劃分

地震重點監(jiān)視防御區(qū)是指對我國人口稠密、經(jīng)濟發(fā)達，十年左右（或更長一段時間內(nèi)）可能發(fā)生6 級以上破壞性地震，應重點加強監(jiān)視和采取防御措施的，經(jīng)國務院或省級人民政府批準的確定性地區(qū)。但未明確地震重點監(jiān)視防御區(qū)都包括哪些地區(qū)。

1.3 八類建筑采用減隔震技術

一直以來，除云南、新疆、河北唐山等少數(shù)地方出臺了對學校、醫(yī)院、幼兒園等建設項目強制采用減隔震技術的政府性文件外，大部分地區(qū)對于減隔震技術仍處在推薦應用層面。條例的執(zhí)行為減隔震技術的發(fā)展創(chuàng)造了機遇。

1.4 設防地震下正常使用

關于設防地震下正常使用的問題，又存在兩個概念需要確定：首先是建設項目的地震烈度取值，其次是如何做到建筑工程的正常使用。

1.4.1 地震烈度的確定

條例出臺之前，全國很多地方都出臺了包括學校、醫(yī)院、幼兒園等項目在內(nèi)的建設項目提高設防的政府性文件，如天津市津建設[2016]256 號文、唐山市唐震函[2015]18 號文、《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《山東省建設工程抗震設防條例》、《四川省建設工程防御地震災害管理辦法》等，這些文件中有的規(guī)定學校、醫(yī)院類項目提高設防烈度，有的規(guī)定這類項目僅提高抗震等級。條例執(zhí)行后，未明確設防烈度下正常使用的要求是否還需要進一步調(diào)高。

1.4.2 正常使用的理解

條例實施意味著建筑抗震設防要求正在從保證基本的生命安全，向保證生命和財產(chǎn)雙安全轉(zhuǎn)變，向目標更高的保證功能安全轉(zhuǎn)變；由傳統(tǒng)的“小震不壞、中震可修、大震不倒”，向“小震完好、中震不壞、大震可修、超大震不倒”轉(zhuǎn)變，向基于性能以及韌性的抗震設計轉(zhuǎn)變[3]。對主體結(jié)構來講，中震不壞的標準是做到中震彈性、中震不屈服還是滿足其他控制指標沒有明確。

2 幾個問題的解釋

2.1 大學類建筑是否屬于條例提到的八類建筑

目前大多數(shù)專家學者認為，大學類建筑屬于條例里提到的八類建筑，其原因是大學生雖有正常的行為能力，但在大震下也難以逃生，并且大學也屬于人員密集場所，教學用房、學生宿舍及食堂等建筑的倒塌會造成嚴重的人員及財產(chǎn)損失。

2.2 地震重點監(jiān)視防御區(qū)的確定

一直以來，地震重點監(jiān)視防御區(qū)的具體信息屬涉密內(nèi)容，除河北、黑龍江等少數(shù)地方公布了本地區(qū)內(nèi)的具體地震重點監(jiān)視防御區(qū)分布，其余省市均未予公開，這也給結(jié)構設計人員的工作帶來了很大障礙。

從大概的分布來看，環(huán)渤海的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和城市，長三角、珠三角、大西南都屬于地震重點監(jiān)視防御區(qū)，另外所有的省會城市（首府）和直轄市都是重點監(jiān)視區(qū)，具體執(zhí)行過程中應當與項目所在地的地震局等管理部門溝通，避免出現(xiàn)誤判。另外還應注意，地理上的歸屬關系與行政管轄權的區(qū)別。

2.3 八類建筑地震設防烈度的確定

條例執(zhí)行前，我國一直執(zhí)行的是抗震設防“三水準、兩階段”設計[2]，大多數(shù)結(jié)構（規(guī)則結(jié)構或一般不規(guī)則結(jié)構）以多遇地震動參數(shù)計算結(jié)構的地震作用效應并通過概念設計和抗震構造措施來滿足罕遇地震的設防要求。提高重點設防類建筑的抗震措施[1]，本意也是通過提高關鍵部位結(jié)構構件的性能，達到提高結(jié)構安全性的目標，各地區(qū)以此為基礎出臺的學校、醫(yī)院建筑提高設防烈度的文件也是這個目的。故在實際的執(zhí)行過程中，“設防烈度下正常使用”可以認為此處的設防烈度為工程所在地區(qū)的基本烈度。

2.4“正常使用”的理解

條例中“保證發(fā)生本區(qū)域設防地震時能夠滿足正常使用要求”應當理解為三保護，即保護主體結(jié)構、非結(jié)構構件以及設備基礎，不僅僅保證生命安全，還要保證發(fā)生地震時，建筑結(jié)構的功能不能中斷。下面分別從主體結(jié)構要求和保護非結(jié)構構件及設備的角度進行論述。

2.4.1 主體結(jié)構設計要求

設防地震的地震力相當于多遇地震的2.85 倍，如果從多遇地震彈性設計直接過渡到設防地震彈性設計，對造價的影響是巨大的；因此，必須考慮實際情況選擇結(jié)構在設防地震下的合理性能目標。

目前主流的思想是按照中震不屈服的要求設計；框架梁、連梁等耗能構件的抗彎承載力進行放大，按照材料的最小極限強度值進行設計，保證“強柱弱梁”的實現(xiàn)，兼顧安全性與經(jīng)濟性。在具體工程設計時，還應與當?shù)氐膱D審專家進行溝通確定。

2.4.2 非結(jié)構構件及設備的保護

在我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，非結(jié)構系統(tǒng)造價平均占建筑總造價的60%～70%，大型現(xiàn)代化醫(yī)院等建筑內(nèi)的非結(jié)構系統(tǒng)造價占建筑總造價的比例可達90%以上。樓面絕對加速度是引起重要設備、非結(jié)構構件損傷的關鍵地震響應指標[3]，Pan等[4]調(diào)查結(jié)果表明，當樓面絕對加速度超過3 m/s2時，大多數(shù)重要設備會面臨著傾倒損壞的風險，設備和非結(jié)構構件在震后可能發(fā)生損壞，失去應急救災能力。因此，應當根據(jù)建筑功能及建筑內(nèi)設備的不同，來分別確定建筑樓面加速度限值。

3 工程案例

3.1 案例1

河北省某新建中學基本設防烈度為7 度（0.1g），屬地震重點監(jiān)視防御區(qū)，設計時間為2021 年12 月—2022 年2 月。經(jīng)與當?shù)貓D審專家溝通，采用消能減震技術并按照中震彈性設計，計算時直接修改地震影響系數(shù)最大值，由0.08 修改為0.23，以此進行承載力計算，結(jié)構位移滿足規(guī)范要求[2]。

此設計相當于常規(guī)建筑的地震力直接從7 度（0.1g）提高到略小于8 度（0.3g）的水平，造價大幅提高，是不可取的。

3.2 案例2

山東省某新建醫(yī)院建筑，基本設防烈度為8 度（0.2g），屬高烈度地區(qū)，設計時間為2021 年12 月—2022 年2 月。根據(jù)《山東省建設工程抗震設防條例》的要求，本工程需要提高0.05g 進行小震彈性設計。經(jīng)與當?shù)貓D審專家溝通，采用消能減震技術，以設防烈度為8 度（0.3g）的小震彈性設計為基礎，輔之以中震（0.2g）下的結(jié)構性能目標[5]，見表1。

表1 案例2主樓及裙房構件抗震性能目標

本工程的設計兼顧了結(jié)構安全性及經(jīng)濟性，取得了較好的設計成果，但最大的問題是非結(jié)構構件及設備的保護，這也是高烈度區(qū)未采用隔震技術的建筑的通病。

3.3 案例3

天津市某新建幼兒園建筑，基本設防烈度為8 度（0.2g），屬高烈度地區(qū)，設計時間為2021 年11 月—2021年12月。按照天津市津建設[2016]256號文的要求，本工程需要提高0.05g 進行小震彈性設計，具體彈性位移計算和承載力設計按照不同情況進行考慮。經(jīng)與當?shù)貓D審專家溝通，采用消能減震技術，以小震彈性設計為基礎，輔之以中震（0.2g）下的結(jié)構性能目標進行包絡設計，見表2。

表2 案例3主樓及裙房構件抗震性能目標

3.4 案例4

河北省某地新建醫(yī)院建筑為3 棟住院樓，采用鋼框架+黏滯阻尼器結(jié)構，抗震設防烈度為8 度（0.2g）。采用中震不屈服設計，中震下采用彈塑性時程分析，加速度峰值2.0 m/s2，經(jīng)計算最大樓層加速度為2.3 m/s2，可以保證建筑在設防地震下的正常使用要求。

3.5 案例5

北京市某大學建筑采用鋼框架+黏滯阻尼器結(jié)構，抗震設防烈度為8 度（0.2g）。經(jīng)與當?shù)貓D審單位溝通，采用消能減震技術的前提下，可不再考慮其他中震性能目標，但設計單位考慮到項目的重要性，仍然按照一定的中震性能目標進行設計，以保證結(jié)構在設防地震下的安全。

3.6 案例6

河南省某大學宿舍采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構，抗震設防烈度為7 度（0.15g）。經(jīng)與當?shù)貓D審單位溝通，考慮項目實際情況，采用隔震技術，按照GB/T 51408—2021《建筑隔震設計標準》進行設計，經(jīng)計算最大樓層加速度為0.7 m/s2，可以保證建筑在設防地震下的正常使用要求。

4 對策及建議

1）對于適用于條例的八類建筑，首先確定應使用隔震或消能減震技術。

2）對于采用消能減震技術的建筑，具體結(jié)構設計時可以采用小震彈性設計+中震性能目標的要求，也可以采用中震不屈服或更高性能目標，此方法更適合于低烈度的地震重點監(jiān)視防御區(qū)建筑，尤其是除醫(yī)院以外的建筑。

3）對于高烈度的醫(yī)院，多層建筑建議采用隔震技術，以控制最大樓層加速度；高層建筑，則可嘗試鋼框架+黏滯阻尼器的結(jié)構形式。