二、国内外抗震设计规范沿革
在一批科技先驱如虎克[虎克定律发现者](1635-1703)、杨[杨氏模量发现者](1773-1829)、Robert Mallet(1810-1881)、John Milne(1850-1913)、James Ewing(1855-1935)、Thomas Gray(1850-1908)的不懈努力下,"地震工程学"经历了从无到有的过程。之后,世界上被政府聘为地震学教授的首批科学家Milne Ewing、Gray以及日本的Seikei Sekeya(1855-1896)、现代地震学奠基人大森教授(1868-1923)等1880年创立了世界上第一个地震专业学会-日本地震学会,它同时也是世界上第一个国家级地震工程学会(国际地震工程联合会则是由各国国家地震工程学会组成的)。在19世纪末20世纪初,世界上发生的一系列著名大地震-1891年日本名古屋地震、1906年旧金山地震、特别是1908年的意大利大地震(摧毁了墨西拿城及其周边地区,夺去了83000人的生命),催生了建筑物结构抗震设计。
政府通过颁布规范、法规的形式干预抗震工作大体开始于19世纪末20世纪初。但随着地震以及计算科学技术的发展,抗震设计规范经历了一系列更趋于科学合理的变化。目前,如何使建筑物能够有效地抵御强烈地震的袭击,减轻地震灾害已为世界越来越多的国家政府所重视,抗震设计规范大都以法令、法规的形式颁布。下面简单给出了美国、日本和中国抗震设计规范的历史沿革。
美国:
1906年旧金山地震后,规定房屋按146公斤/米2侧力设计。
1927年统一房屋规范第一版。K=0.075~0.10。
1932年比奥特提出地震反应谱的概念。
1933年菲尔德法令、赖利法令、洛山矶房屋条令生效。
1935年统一房屋规范,K=0.08(软地基)或0.16(硬地基)。
1941年菲尔德法令生效。
1943年洛山矶房屋规范生效。
1946年统一房屋规范,按地区调整K值。
1952年侧力委员会提出底部剪力和多层地震惯性力规定。
1957年加州SEAOC(加州结构工程师协会)制订全州适用的抗震设计规范。
1961年统一房屋规范采用SEAOC-1959规定。
1963~1971年,SEAOC多次修订有关规定。
1972年洛山矶颁布抗震设计暂行规定,对53米以下无刚度不规则建筑采用静力分析,对其它建筑采用动力分析法。对重要建筑提高地震力50%。
1973年ATC-3(实用技术委员会)"详细抗震设计规定"提出。
1974年SEAOC进一步修改,考虑地震动分区,结构类型,土壤系数,场地卓越周期等因素,加大地震系数,提出重要建筑、特殊建筑要进行动力分析。
1976年房屋规范采用SEAOC1974年建议。
1977年发表ATC3-6。
1980年洛山矶修订抗震规范,提出对高于53米的建筑均应进行动力反应分析,输入地震动过程应根据土壤、地质、地震报告,对给定的场地进行估计。
1980年至今,美国对抗震规范进行了不断的改进,详细请查http://www.eeri.org。特别是ACI 318(美国混凝土学会负责编制美国混凝土设计规范的委员会)近年来开展了大量工作,许多内容被《新房屋及其它结构的抗震法规的建议条款》(1997版)、ICC(国际规范委员会)的"IBC 2000国际房屋建筑规范2000"、《国家地震灾害减轻计划》等规范和法规所采纳。
日本:
1915年提出静力震度法,建议结构设计水平力为结构重量的K(K<1)倍。
1922年内藤按震度法设计加固房屋,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K=0.1。
1931年规范限制房屋高度小于31米。
1933年日本建筑学会出版钢筋混凝土设计规范。提出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,提高建筑物上部的震度。
1944年采用极限设计法。
1950年公布建筑基准法,替代1924年以来的规范并适用于全国。抗震规范采用JES3001,规定K=0.2,对16米以上的房屋增大震度,每4米增加0.01。软土地基上K取0.3;房屋突出物K取0.3。
1951年发表"关于震度折减"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。