建筑抗震等级、抗震设防烈度、地震震级三者之间有什么区别和联系
发现自建房的各位好像没有注意抗震的重要性特意转载几篇抗震的文章。
一 地震震级
地震震级是某次地震的属性，某个地震只会有一个震级。比如1995年阪神大地震是矩震级6.8，2008年汶川大地震是矩震级是7.9。
注意到，可能对于某次地震，不同媒体的报道有所不同，那是因为他们采用了不同的震级标准。由于历史原因，不同的专家学者发明过不同的震级标准，比如里氏震级、面波震级、体波震级等等。比如说，有些国内官方媒体采用的就是面波震级，所以2008年汶川大地震的震级为面波震级8.0。目前大家认为比较合理的、应用较广泛的是矩震级。
震级是什么意思呢？简单说，震级衡量的是地震的大小，或者严谨一点，地震所释放的能量的大小。某次地震所释放的总能量是固定的，所以它的震级也是唯一的。
绝大多数地震是由断层引起的，地震所释放的能量的大小，取决于引发地震的断层的大小、断层两边相对运动的距离、断层处的岩石强度。断层的面积乘以断层移动的距离再乘以岩石的剪切模量，得到的就是Seismic Moment，也就是所谓的地震矩。这个地震矩的数值，直接反映了地震释放能量的大小。
而矩震级就是对地震矩的衡量，这两者之间的关系是
简单说，8级地震释放的能量，是7级的31.6倍，6级的1000倍，5级的31623倍，4级的1000000倍。
二 地震烈度
地震烈度衡量的是某次地震发生之后对某个地区的影响。比如说，1976年唐山大地震，震中唐山的烈度为11度，天津的烈度为8度，北京为6度，石家庄为5度。通常情况下，越靠近震中最大，越远离震中越小。这也很好理解，越靠近震中受影响越大，越远离震中受影响越小。
你可以想象成一个靶子，震中就是靶心10环，外边一点9环，再靠外8环。同样的地震，震中烈度可能是9度，往外50公里可能降低到8度，再往外150公里可能降低到7度。由于地形地质的不同，所以烈度的分布并不是个完美的同心圆，只是大致上遵循着越靠近震中越大的规律。
烈度的大小与地震震级相关，但并没有明确的数值关系，而是因为其它条件的不同而不同。简单说，烈度是一个主观性比较强的参数，跟震源深浅、地震类型、地质条件等等都有关系，不同的地震会有不同的情况。正如世界上没有两片相同的叶子，世界上也没有两次相同的地震。同样都是6级地震，一个震中烈度可能是7度，另一个可能会达到8度。
三 抗震设防烈度
抗震设防烈度是某个地区的属性。比如说北京的抗震设防烈度是 8 度，上海的抗震设防烈度是 7 度。
这个是怎么确定的呢？一定程度上，设防烈度的制定跟设防目标相关。就拿北京来说，先统计一下历史上一定时期之内影响到北京的历次地震，看一下这些地震引起的北京地区的烈度分别是多少。比如说1976年唐山地震是6度，某某年某次地震是4度，某某年某次地震是5度……然后再利用统计学知识，根据既定的可靠度目标，比如说，让设防烈度大于这些已经发生过的地震烈度的90%，继而确定出一个设防烈度。换句话说，这种情况下，所有可能发生的地震里，我能保证有90%的实际地震烈度都小于我的这个设防烈度。
现在的抗震规范，采用的是 50 年内超越概率为 10% 的地震烈度作为抗震设防烈度。也就是说，50年之内，发生比这个设防烈度还大的地震烈度的可能性是10%。折算下来，也就是俗称的「475年一遇」。
什么意思呢？475年一遇的地震，今年发生的概率是475分之一，也就是0.211%，今年不发生的概率是1减去0.211%，也就是99.789%。50年之内都不发生这样的地震，这个概率是 99.789% 的 50次方，也就是90%。而50年之内发生这样的地震的概率，则是 1 减去 90%，等于 10%。
也就是说，我们的目标是 475 年一遇的地震。100年一遇的地震，小意思，都在我们的设防范围之内，也就是俗称的「小震不坏」；500年一遇的地震，刚刚好跟我们的设防目标差不多，次要结构可能会有小范围破坏，但是主体结构不会发生大的破坏，也就是俗称的「中震可修」；1000年一遇的地震，已经超过了我们的设防目标，但是尽量通过合理的构造措施，保证结构足够的延性和塑性变形能力，争取做到房子虽然变形很大，但不会整体垮塌，保证逃生通道和逃生时间，这也就是俗称的「大震不倒」。
四 抗震等级
抗震等级是建筑结构的属性。比如说，这栋楼的抗震等级是一级，那栋楼的抗震等级是二级。抗震等级也可以在局部调整，比如这栋楼的抗震等级是三级，但是某一层或者某一个柱子的抗震等级是二级。
抗震等级当然跟抗震能力相关，但并不是说一级的就一定比二级的好。举个类似的例子，汽车的碰撞试验，有五星的，也有三星的，但是并不是说五星的就一定比三星的更好。一个五星的微型车，跟一个三星的大皮卡相比，孰高孰低还很难说。
抗震等级也是如此，它取决于抗震设防烈度、结构重要性、结构类型、结构高度。对于普通的钢筋混凝土结构，可以参见抗震规范里的这张表格。
比如说，上海的一栋高层住宅楼，采用剪力墙结构，高度为100米。我们就去查表，上海设防烈度为7度，抗震墙结构高度大于80米，所以是二级。再比如说，济南的一栋高层写字楼，框架核心筒。我们继续查表，济南是6度区，所以框架核心筒的框架部分是三级，核心筒部分是二级。
注意到，我们说这张表适用于「普通的钢筋混凝土结构」，也就是所谓的「丙类建筑」。目前的抗震规范，已经把中小学校舍提高到了「乙类建筑」。换言之，医院、中小学校舍等等非常重要的建筑物，需要在这张表的基础上进一步提高，一般是查表的时候提高一个烈度。
比如说，以上海为例，同样是小于24米的框架结构，如果是菜市场，那就按7度查表，也就是三级，如果是小学教学楼，那就要按7+1=8度查表，抗震等级为二级。也就是说，同一个地区、同一个结构类型、差不多高度的建筑物，中小学、医院等等通常要比菜市场、普通办公楼、住宅楼高一个抗震等级。
抗震等级有什么用呢？主要体现在结构的各种内力调整和构造措施上。
比如一级框架结构的角柱，最小配筋率需要到达1.1%，而四级的角柱，最小配筋率达到0.7%就可以了。也就是说，在计算允许的前提下，抗震等级低的结构可以用更少的钢筋。
再比如说，一级和二级框架结构的角柱，箍筋必须全高加密，而三级和四级的角柱就不需要特殊处理。
五 总结
- 地震震级是地震的属性，一次地震只有一个震级。
- 地震烈度是地震对某个地区的影响，震中高，越往外越低。震中烈度和震级有关。
- 设防烈度可以简单理解成某个地区475年内所能发生的最强烈的地震烈度。如果实际发生的地震引起的烈度不大于设防烈度，建筑结构应该要做到不发生永久性的、不可修复的的破坏。
- 抗震等级是建筑物的属性，越重要、越容易受地震袭击、越需要保护的建筑物，抗震等级越高，对抗震能力的要求也越高。