趙輝 王輝 占三軍

摘? 要：該文通過對(duì)IBC地震參數(shù)Ss、S1、PGA，UBC地震分區(qū)系數(shù)，GB設(shè)防烈度及各規(guī)范相應(yīng)場(chǎng)地類別進(jìn)行分析探討，將IBC和UBC地震計(jì)算參數(shù)和分區(qū)系數(shù)與GB規(guī)定的有效峰值加速度及抗震設(shè)防烈度進(jìn)行對(duì)比分析，找到其對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便在海外工程前期項(xiàng)目中能根據(jù)標(biāo)書采用的美標(biāo)參數(shù)快速確定相應(yīng)的GB抗震設(shè)防烈度，為項(xiàng)目工程量及概算造價(jià)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：峰值加速度? 地震分區(qū)? 抗震設(shè)防烈度

中圖分類號(hào)：TU352 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（a）-0043-03

Abstract： In this paper， the IBC seismic parameters Ss， S1， PGA， UBC seismic partition coefficient， Seismic precautionary intensity and the corresponding site categories of each standard are discussed.The seismic calculation parameters of IBC and the seismic partition coefficient of UBC are compared with effective peak acceleration and seismic precautionary intensity of GB. Then found the corresponding relationship， so that the corresponding seismic precautionary intensity can be quickly determined according to the American standard parameters adopted by the tender in the overseas project， which provides the basis for the project quantity calculating of building materials and the estimated cost.

Key Words： Peak acceleration; Seismic partition; Seismic precautionary intensity

目前，國(guó)內(nèi)常規(guī)火電項(xiàng)目建設(shè)市場(chǎng)規(guī)模越來越小，眾多電力建設(shè)企業(yè)為了生存和發(fā)展，紛紛將目光投向了海外市場(chǎng)。對(duì)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)企業(yè)而言，在海外項(xiàng)目設(shè)計(jì)中遇到的最主要技術(shù)問題就是標(biāo)準(zhǔn)問題。海外市場(chǎng)主要以歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為主導(dǎo)，要想真正在海外市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟，熟悉海外標(biāo)準(zhǔn)、掃清技術(shù)障礙是必須要過的一關(guān)?？拐鹪O(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，現(xiàn)有設(shè)計(jì)院以往設(shè)計(jì)成果和經(jīng)驗(yàn)多數(shù)為國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在項(xiàng)目前期深入設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員往往將海外地震計(jì)算簡(jiǎn)化對(duì)比國(guó)標(biāo)的抗震設(shè)防烈度進(jìn)行分析和工程量預(yù)估。但不同的標(biāo)準(zhǔn)體系其相應(yīng)參數(shù)無法精確對(duì)比，使設(shè)計(jì)人員需要憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行套用。

1? 國(guó)標(biāo)抗震設(shè)計(jì)加速度及抗震設(shè)防烈度

按照GB規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》）規(guī)定，所有房屋建筑均應(yīng)達(dá)到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)，同時(shí)多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震分別為50年超越概率63%、10%和2%～3%的地震，或重現(xiàn)期分別為50年、475年和1600～2400年的地震[1]。《抗規(guī)》及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中相應(yīng)的成果參照?qǐng)龅貫閲?guó)標(biāo)的Ⅱ類場(chǎng)地，5%阻尼反應(yīng)譜確定。

根據(jù)《抗規(guī)》規(guī)定，建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應(yīng)采用相應(yīng)于抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)基本地震加速度，此處設(shè)防烈度作用水準(zhǔn)為50年超越概率10%。同時(shí)，規(guī)范中給出了抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體見表1。另根據(jù)規(guī)范的條文說明，設(shè)計(jì)基本地震加速度與抗震設(shè)防烈度的對(duì)應(yīng)關(guān)系即來源于建設(shè)部1992年7月3日頒發(fā)的建標(biāo)[1992]419號(hào)《關(guān)于統(tǒng)一抗震設(shè)計(jì)規(guī)范地面運(yùn)動(dòng)加速度設(shè)計(jì)取值的通知》文件[1]。其取值與《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306-2015所規(guī)定的“地震動(dòng)峰值加速度”相當(dāng)。同時(shí)，《抗規(guī)》中指出，設(shè)計(jì)基本地震加速度值即與地震動(dòng)峰值加速度相當(dāng)，設(shè)防烈度可根據(jù)峰值加速度值確定，表1為地震動(dòng)峰值加速度與地震烈度對(duì)照表。

根據(jù)《抗規(guī)》條文說明可知，加速度的有效峰值可按地震加速度最大值采用，即地震影響系數(shù)最大值除以放大系數(shù)2.25得到。根據(jù)此條，設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)加速度反應(yīng)譜的短周期平臺(tái)段反應(yīng)加速度值與地面峰值加速度的比值可取為2.25[3]。同時(shí)根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306-2015，地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)值所采用的峰值加速度可按阻尼比5%的規(guī)準(zhǔn)化地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜最大值的1/2.5倍確定。

2? IBC抗震設(shè)計(jì)參數(shù)分析

根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IBC定義，IBC中地震設(shè)計(jì)重現(xiàn)期基于MCE確定，MCE的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期是2500年，也就是50年超越概率2%，并以MCE作為全國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（Ss、S1）繪制的基本地震作用水準(zhǔn)[4]。但根據(jù)IBC進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)加速度值僅取MCE的2/3作為基準(zhǔn)設(shè)防地震作用強(qiáng)度SDS=2/3Ss、SD1=2/3S1進(jìn)行計(jì)算[5]。IBC中地震區(qū)劃圖均參照的美標(biāo)B類場(chǎng)地，5%阻尼反應(yīng)譜。

研究表明，2500年一遇地震效應(yīng)的2/3所對(duì)應(yīng)的50年超越概率為5%～10%，其中美國(guó)西部強(qiáng)震地區(qū)接近5%，中東部弱震地區(qū)約為10%，這是滿足美國(guó)地震特征情況的。根據(jù)我國(guó)國(guó)家地震局的研究成果，設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)加速度反應(yīng)譜的短周期平臺(tái)段反應(yīng)加速度值與地面峰值加速度的比值應(yīng)取為2.5，此時(shí)阻尼比取0.05[3]。若采用此數(shù)值，可近似地將短周期加速度Ss除以2.5，并取其2/3與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)峰值加速度進(jìn)行對(duì)比。

3? UBC地震分區(qū)分析

根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UBC定義，其采用的是50年超越概率10%，及地震設(shè)計(jì)重現(xiàn)期是475年[5]。UBC中地震分區(qū)系數(shù)Z和估算有效峰值加速度值（無量綱量）保持一致。根據(jù)UBC規(guī)定，不同地震分區(qū)的分區(qū)系數(shù)Z值關(guān)系見表2。

因此，UBC不同地震分區(qū)可根據(jù)分區(qū)系數(shù)與GB中地震動(dòng)峰值加速度做近似參考，并對(duì)應(yīng)相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度。IBC中地震區(qū)劃圖均參照的美標(biāo)B類場(chǎng)地，5%阻尼反應(yīng)譜。

4? IBC短周期加速度、UBC地震分區(qū)與國(guó)標(biāo)抗震設(shè)防烈度對(duì)比分析

中國(guó)抗震設(shè)防的目標(biāo)是3個(gè)水準(zhǔn)即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。美國(guó)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)是建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該包含完整的水平與豎向力抵抗體系，來提供足夠的強(qiáng)度、剛度與能量耗散能力，以抵抗設(shè)計(jì)地面運(yùn)動(dòng)且滿足變形與強(qiáng)度要求。

《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中相應(yīng)的成果參照?qǐng)龅貫閲?guó)標(biāo)的Ⅱ類場(chǎng)地，5%阻尼反應(yīng)譜;而IBC和UBC中地震區(qū)劃圖均參照的美標(biāo)B類場(chǎng)地，5%阻尼反應(yīng)譜。美標(biāo)中B類場(chǎng)地（巖石）屬《抗規(guī)》中Ⅰ類場(chǎng)地，根據(jù)《抗規(guī)》，認(rèn)為場(chǎng)地類別不改變反應(yīng)譜加速度平臺(tái)的值，及認(rèn)為Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地的有效峰值加速度系數(shù)相等[7]。

當(dāng)采用美標(biāo)IBC加速度和UBC地震分區(qū)，對(duì)比中國(guó)《抗規(guī)》進(jìn)行前期項(xiàng)目工程量初步估算時(shí)，可對(duì)IBC和UBC中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行估算對(duì)比《抗規(guī)》的有效峰值加速度，并估測(cè)抗震設(shè)防烈度。當(dāng)按照IBC相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比時(shí)，可采用兩種方法：一是當(dāng)給出地面峰值加速度PGA時(shí)可取PGA加速度的2/3，當(dāng)按照短周期加速度Ss計(jì)算時(shí)，可利用Ss除以2.5，取其2/3，并最終與《抗規(guī)》的有效峰值加速度對(duì)比;二是可根據(jù)地面峰值加速度PGA或短周期加速度Ss的1/2.5倍，分別與《抗規(guī)》中罕遇地震最大加速度對(duì)比，并查表可知對(duì)應(yīng)設(shè)防地震有效峰值加速度。筆者認(rèn)為采用后者較前者更加準(zhǔn)確，因地震參數(shù)的研究是利用實(shí)際收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，美標(biāo)IBC中抗震設(shè)計(jì)加速度取MCE的2/3也為經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，因此，可直接利用兩規(guī)范中大震的最大加速度進(jìn)行對(duì)比。若利用UBC地震分區(qū)進(jìn)行對(duì)比時(shí)，可直接采用分區(qū)系數(shù)與《抗規(guī)》的峰值加速度進(jìn)行對(duì)比。最終得出表3各規(guī)范地震參數(shù)指標(biāo)對(duì)應(yīng)表。

5? 結(jié)語(yǔ)

該文對(duì)IBC、UBC抗震設(shè)計(jì)參數(shù)、地震分區(qū)及《抗規(guī)》的抗震設(shè)防加速度與抗震設(shè)防烈度進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了各規(guī)范地震參數(shù)指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但文中總結(jié)的對(duì)比方法僅用于前期項(xiàng)目做初步、概念性的判斷抗震設(shè)防，并估算工程量作為概算依據(jù)，不可直接應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)?？紤]到各規(guī)范在荷載計(jì)算、抗震計(jì)算、構(gòu)造措施等各方面的差異，具體設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)以采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

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