GB50011—2010《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》對(duì)天津地區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)的影響

□文/王躍磊 魯航線

□魯航線/天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院。

GB50011—2010《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》對(duì)天津地區(qū)建筑
抗震設(shè)計(jì)的影響

□文/王躍磊 魯航線

GB50011—2010《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》對(duì)天津的抗震設(shè)防分組做了較大調(diào)整，對(duì)天津地區(qū)的建筑抗震設(shè)防有較大的影響，本文對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行探討。

建筑抗震；設(shè)防規(guī)范；設(shè)計(jì)地震分組；設(shè)防烈度

1 抗震規(guī)范的比較

國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布GB50011—2010《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》對(duì)全國(guó)各地區(qū)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)地震分組做了調(diào)整。

針對(duì)天津地區(qū)，原抗震規(guī)范（GB50011—2001）中，漢沽、寧河設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組；除漢沽、大港外的12個(gè)市轄區(qū)、薊縣、寶坻、靜?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組第一組；大港設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

GB50011—2010中，漢沽、寧河抗震設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.20g，設(shè)計(jì)地震分組第一組；和平、河?xùn)|、河西、南開(kāi)、河北、紅橋、塘沽、東麗、西青、津南、北辰、武清、寶坻、靜海、薊縣抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g，設(shè)計(jì)地震分組第二組；大港抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g，設(shè)計(jì)地震分組第二組。

可以看出，GB50011—2010中，天津各地區(qū)設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度都沒(méi)有變化，而設(shè)計(jì)地震分組都有了變化，除漢沽、寧河外，都由第一組變?yōu)榈诙M。設(shè)計(jì)地震分組的變化，對(duì)天津地區(qū)的抗震設(shè)防帶來(lái)一定影響。

由表1可知，設(shè)計(jì)地震分組的變化將直接影響到場(chǎng)地的特征周期。而場(chǎng)地特征周期的變化，將直接影響到地震影響系數(shù)。

表1 場(chǎng)地特征周期 s

2 對(duì)地震作用的影響

常用的地震作用計(jì)算方法有2種，即振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法。

采用振型分解反應(yīng)譜法時(shí)，結(jié)構(gòu)j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為

式中：Fji——j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

αj——相應(yīng)于j振型結(jié)構(gòu)自振周期的地震影響系數(shù)；

Xji——j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移；

γj——j振型的參與系數(shù)；

Gi——i質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值。

采用底部剪力法時(shí)，結(jié)構(gòu)總的水平地震作用為

式中：FkE——結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

α1——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的地震影響系數(shù)。

Geq——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載。

由式（1）和式（2）可以看出，結(jié)構(gòu)的水平地震作用與結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)成正比。地震影響系數(shù)曲線見(jiàn)圖1。

圖1中：αmax——地震影響系數(shù)最大值；

η1——直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)；

γ——衰減指數(shù)；

Tg——場(chǎng)地特征周期；

η2——阻尼調(diào)整系數(shù)；

T——結(jié)構(gòu)自振周期。

式中：ξ——結(jié)構(gòu)的阻尼比。

由表1可知，各類場(chǎng)地土特征周期Tg的值為0.20～0.90。對(duì)于一般的多高層建筑，結(jié)構(gòu)的自振周期也基本上位于這個(gè)區(qū)間，相應(yīng)的地震影響系數(shù)為

由式（4）可以看出，地震影響系數(shù)α與場(chǎng)地特征周期Tg成正相關(guān)關(guān)系，即地震影響系數(shù)隨著場(chǎng)地特征周期的增大而增大。

對(duì)天津地區(qū)和平、河?xùn)|、河西、南開(kāi)、河北、紅橋、塘沽、東麗、西青、津南、北辰、武清、寶坻、靜海、薊縣等地，GB50011—2010中設(shè)計(jì)地震分組由第一組變?yōu)榈诙M，對(duì)于各類場(chǎng)地第二組的場(chǎng)地特征周期均比第一組的大，進(jìn)而地震作用也會(huì)變大。

3 算例

工程為天津東麗區(qū)某污水處理廠的總變電間。該變電間為3層框架結(jié)構(gòu)（含局部1層電纜夾層），結(jié)構(gòu)長(zhǎng)46.8m，寬15.9m，高13.8m。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地土為Ⅲ類土。結(jié)構(gòu)軸見(jiàn)圖2。

在通用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM中，分別以設(shè)計(jì)地震分組第一組和第二組對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分析結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4。

由圖3和圖4可以看出，在X向水平地震作用下，設(shè)計(jì)地震第二組的地震作用要比第一組大。

查看PKPM結(jié)果文件發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的第一陣型為X向的平動(dòng)，周期為0.79s，第二振型為Y向平動(dòng)，周期為0.68s。由表1可知，第一組對(duì)應(yīng)的場(chǎng)地土特征周期0.45s，第二組對(duì)應(yīng)的場(chǎng)地土特征周期為0.55s。對(duì)于X方向的地震作用，無(wú)論是第一組還是第二組，結(jié)構(gòu)的自振周期都位于Tg和5Tg之間。而在這個(gè)區(qū)間，地震影響系數(shù)隨著特征周期的增大而變大，那么第二組的地震力和地震位移均比第一組大是正常的。

4 結(jié)語(yǔ)

GB50011—2010將天津設(shè)防分組做了較大調(diào)整，對(duì)于大部分多高層建筑結(jié)構(gòu)，這一調(diào)整將增大地震作用，因此在以后的抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意。

[1]GB50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50011—2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

TU352.1

C

1008-3197（2011）02-15-02

2011-01-20

王躍磊/男，1984年出生，助理工程師，碩士，天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

□魯航線/天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院。