浅谈对《建筑抗震设计规范》4.1.8条的理解和运用
2015-10-21邓晓镜
邓晓镜
[摘 要] 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.1.8条为强制性条文,在工程实践中必须严格执行,为了在实际勘察工作中更好地执行该条,结合工程实例浅谈对该条的理解和应用,供同行参考和借鉴。
[关 键 词] 建筑抗震;不利地段;地震动参数;放大系数
[中图分类号] TU352 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2015)27-0180-02
一、引言
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(以下简称为《抗规》)4.1.8条为强制性条文,可见其重要性。山区地形、地貌复杂,开阔地势有限,建筑经常建造在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段,在山区进行岩土工程勘察时,对位于上述不利地段的建筑应计算局部突出地形顶部的水平地震影响系数的放大系数。
目前,有些勘察单位在上述不利地段进行勘察时未严格执行该条,主要表现为勘察成果报告中对位于上述不利地段部位的建筑未建议水平地震影响系数的放大系数值,或不计算直接建议放大系数取值为1.1~1.6,造成设计单位未考虑局部突出地形在地震时的地震放大作用或考虑不足,轻则造成地震时房屋开裂、变形,重则倒塌。
二、条文理解
(一)条文原文
《抗规》4.1.8:当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外,尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用,其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值应根据不利地段的具体情况确定,在1.1~1.6范围内采用。
(二)条文理解
该条明确了两大信息,其一是在上述不利地段建造丙类及丙类以上建筑时首先应保证场地在地震作用下的稳定性,其二是估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用,其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。
关于场地地震稳定性问题,可以从两个方面进行评价,一是定性评价,即从场地区域地质构造、水文地质条件、地貌、地形、地层岩性等方面结合现场踏勘情况进行地震稳定性的定性评价;定量评价宜在工程设计的基础上进行,评价前收集详细的工程设计资料,选取有代表性的断面来进行,具体可参照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)第5章相关条文进行评价,本文不再阐述。
关于地震动参数的放大作用,该条明确了需要考虑地震放大作用的情况,如条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上的建筑时需考虑地震放大作用。并明确了取值范围:应根据不利地段的具体情况确定,在1.1-1.6范围内采用。
关于放大系数的计算,在《抗规》4.1.8条中有规定,计算公式如下:
λ=1+ζα式中:λ为局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数;
ζ为附加调整系数,与建筑场地离突出台地边缘的距离L与相对高差H的比值有关。当L/H<2.5时,ζ=1.0;当2.5≤L/H<5时,ζ=0.6;当L/H≥5时,ζ=0.3。L、L均应按距离场地的最近点考虑。
α为局部突出地形地震动参数的增大幅度,按下表采用。
局部突出地形地震影响系数的增大幅度表
本条规定对各种地形,包括山包、山梁、悬案、陡坡都可以应用。
三、工程实例
(一)工程概况
某钟楼工程位于山顶,边坡高度33.5m,边坡坡面水平投影长度38.3m,拟建钟楼离边坡顶边缘的距离为3.2m,边坡为岩质边坡,地形平面及典型断面见图1、图2。
(二)局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数计算
根据《抗规》4.1.8条,本工程需计算局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数。选取典型计算断面(见图2),由图可知:L=38.3m,L=3.2m,H=33.5m,则L/H=0.1<2.5,取ζ=1.0;H/L=0.87,边坡为岩质边坡,坡高H=33.5m,查表4.1.8,α取0.3。λ=1+ζα=1+1×0.3=1.3。
(三)放大系数计算注意事项
1.正确理解条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等概念。2.当拟建建筑多方位邻斜坡时,应分别计算各方位的放大系数值,选取其中最大值作为建议值。3.选取典型计算断面,合理确定L、L、H等参数。4.山区建设场地平整经常涉及挖填方,此时,宜根据竖向设计来确定计算断面及其参数。
四、结论
本文通过对《抗规》4.1.8条的理解和分析,并通过实例讲解了局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数的计算方法。明确了计算的关键在于准确掌握基本概念、合理选取断面及地形参数;当建筑多方位邻斜坡时,应分别计算各方位的放大系数值,选取其中最大值作为建议值;涉及场平设计的场地,宜根据竖向设计来确定计算断面及其参数。
参考文献:
[1]中国建筑科学研究院.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]易方民,高小旺,蘇经宇.建筑抗震设计规范理解与应用(第2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.