区划图与建筑抗震设计规范参数对比及对工程设计的影响

区划图与建筑抗震设计规范参数对比及对工程设计的影响

曹卫华王廷国

山东圣凯建筑设计咨询有限公司山东烟台264000

摘要：中国地震参数动区划图和建筑抗震规范相继进行了换版和修订，由于两本规范侧重点和理念不同，导致部分参数看似不很统一。本文通过对两本规范参数的比较，找出了其中的差异及对设计结果的影响，以及实际工程中具体操作方法。

关键词：地震动参数；地震加速度；特征周期；抗震设计

一、前言

2015版《中国地震动参数区划图》（以下简称区划图）修订出版后与之相关的《建筑抗震设计规范》（以下简称抗规）也根据区划图进行了及时的修订。修订版抗规并没有像我们想象的那样与新区划图完全吻合，它仍然沿袭了2010版的抗震设计理念，只是根据区划图调整了各县级及以上的行政区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度及地震分组。下面通过比较两本规范关于地震设计参数的异同，可以更好的理解相关条文，利于执行两本规范。

二、两本规范地震设计参数的比较

1、两本规范抗震设计参数名称有所不同

表一

其中抗规中抗震设防烈度、设计基本地震加速度与区划图中Ⅱ类场地地震动峰值加速度对应关系如下

表二

抗规中设计地震分组与区划图中Ⅱ类场地基本地震动加速度反应谱特征周期的对应关系如下

表三

2、关于场地特征周期

1）抗规中特征周期根据场地类别和设计地震分组按下表采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。

表四

2）区划图中Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ类场地基本地震动加速度反应谱特征周期根据Ⅱ类场地基本地震动加速度反应谱特征周期，按下表调整。多遇地震地震动加速度反应谱特征周期可按基本地震动加速度反应谱特征周期取值，罕遇地震动加速度反应谱特征周期应大于基本地震动加速度反应谱特征周期，增加值应不低于0.05s。

表五

由以上两表可见，由于存在表三的对应关系，表四表五实际上是一致的。

2、抗规中地震设计参数仅提供至全国各县级及以上城镇地区，区划图涉及到乡镇人民政府所在地。进行工程设计时，首先需确认工程所处的乡镇或街道，应按区划图确定工程场址的地震动峰值加速度和地震加速度反应谱特征周期，并根据以上各表的对应关系确定工程场址所在地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和所属的设计地震分组。

3、考虑场地覆土、结构反应的放大系数β，抗规中β=2.25，区划图中β=2.5。

5、地震加速度及地震水平影响系数

1）抗规中的水平地震影响系数最大值可根据设防烈度和设计基本地震加速度直接按下表查出，与场地类别无关。

表六水平地震影响系数最大值

下面以设防烈度7度，设计基本加速度0.1g为例说明表六中数值的来源。

考虑场地覆土、结构反应的放大系数β=2.25（详《抗规》P314页）

多遇地震加速度与基本地震加速度的比值大约1：2.8~3，罕遇地震加速度与的多遇地震加速度比值大约为6~8：1

设防地震下水平地震影响系数最大值αmax=0.1gxβ/g=0.225≈0.23

多遇地震下加速度值影响系数最大值αmax=0.23/3≈0.08

罕遇地震下加速度值影响系数最大值αmax=0.08x6≈0.5

其它以此类推。

2）区划图需根据场地类别将地震动峰值加速度进行调整。

Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ场地地震动峰值加速度根据Ⅱ类场地地震动分值加速度进行调整。

表七场地地震动加速度调整系数Fa

具体如何调整举例说明如下：

设防烈度7度，基本地震动峰值加速度（抗规：设计基本加速度）0.1g，Ⅲ类场地。按区划图，考虑场地覆土、结构反应放大系数β=2.5（抗规2.25）。多遇地震动峰值加速度宜按不低于基本地震动地震峰值加速度1/3倍确定，罕遇地震峰值加速度宜按基本地震动峰值加速度1.6~2.3（推荐1.9）倍确定，极罕遇震峰值加速度宜按基本地震动加速度2.7~3.2（推荐2.9）倍确定。

设防地震下地震动峰值加速度0.10g

查表七可知，设防地震下Ⅲ类场地场地地震动加速度调整系数Fa=1.25

设防地震下水平地震影响系数最大值αmax=0.1gxFaβ/g=0.1x1.25x2.5=0.313

多遇地震下地震动峰值加速度为0.10g/3≤0.05g

查表七可知，多遇地震下Ⅲ类场地场地地震动加速度调整系数Fa=1.30

多遇地震下水平地震影响系数最大值αmax=（0.1g/3）xFaβ/g=（0.1/3）x1.3x2.5=0.108

罕遇地震下地震动峰值加速度为0.10gx1.9=0.19g

查表七采用插入法得，罕遇地震下Ⅲ类场地场地地震动峰值加速度调整系数

Fa=1.0+（1.15-1.0）x（0.2-0.19）/（0.2-0.15）=1.03

罕遇地震下水平地震影响系数最大值αmax=0.1gx1.9Faβ/g=0.1x1.9x1.03x2.5=0.49

Ⅱ、Ⅲ类场地下，设防烈度7度，基本地震动峰值加速度（抗规：设计基本加速度）0.1g，水平地震影响系数最大值两本规范结果比较如下：

表八

由上表可见，对于Ⅱ类场地，两规范水平影响系数差别不大；对于Ⅲ类场地，大震作用下水平影响系数差别不大，小震和中震作用下水平影响系数差别较大。Ⅳ场地下也会有类似偏大的情况，当然Ⅰ类场地下，区划图一般小于抗规。这是抗规与区划图最不统一协调的地方。

三、抗规修订版与区划图最终没有协调统一的主要原因

1、区划图中除了5.1、5.2、6.1、7.1、8.2、附录A、附录B、附录C为强制性的，其余为推荐性的，抗规基本遵循了区划图中的强制性条文。

2、抗规从89版开始至今对于建筑抗震设防一直延续相同的基本思想和原则，仍以“三水准”为抗震设防目标，即小震不坏、中震可修、大震不倒，通过概念设计、抗震计算和抗震措施保证设防目标的实现。通过设防分类以及对不同场地的建筑物采用不同的构造措施，如Ⅰ类场地放松、Ⅲ、Ⅳ类场地严格等，这些措施更有针对性的考虑了工程实际，结果与区划图中部分参数调整有类似的效果，所谓殊途同归。

四、针对以上所有不同，我们设计时该如何执行？

1、抗规是结构设计的基本规范，毫无疑问必须执行。

2、尽管权威人士解释可以不具体执行区划图，因为即使这样也是安全的，原因如上。但如果当地行政主管部门有执行区划图的要求则需要执行。

3、如果两规范都执行则需要进行包络设计，程序中一般会提供两个参数的接口，您要执行那本规范，直接选择即可。

4、设计说明中，Ⅰ、Ⅱ类场地地震设计参数按抗规要求写，当场地为Ⅲ、Ⅳ时，根据实际情况补充小震、中震或大震作用下的场地地震动峰值加速度调整系数Fa值。

参考文献：

[1]中国地震动参数区划图：GB18306-2015[S].北京：中国标准出版社，2015.

[2]建筑抗震设计规范：GB50011-2010[S].2016年版。北京：中国建筑工业出版社，2016.