新版《中国地震动参数区划图》简介及对浙江省的影响

2017-07-01葛立勇

浙江建筑 2017年3期

关键词：震动抗震峰值

葛立勇

(浙江天和建筑设计有限公司,浙江湖州 313000)

新版《中国地震动参数区划图》简介及对浙江省的影响

葛立勇

(浙江天和建筑设计有限公司,浙江湖州 313000)

新版区划图有两个重要改进：一是全国范围消灭不设防(基本地震烈度6度以下)地区,二是地震动参数细化到乡镇街道一级。新版区划图包括地震动峰值加速度图和地震动反应谱特征周期图(所谓“两图”)、地震动峰值加速度调整系数表和基本地震动反应谱特征周期调整表(所谓“两表”)。“两图”直接给出的是基本地震动,对应的场地类别为Ⅱ类场地,在确定抗震设防地震动参数时,还应根据标准的要求确定不同场地多遇地震动、罕遇地震动和极罕遇地震动。

地震动峰值加速度；地震动加速度反应谱特征周期；场地类别；四级地震作用

1 概述

根据《中华人民共和国防震减灾法》,中国地震局于2007年启动了《中国地震动参数区划图(GB 18306—2001)》的修订工作,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会于2015年5月15日批准发布了我国建设工程抗震设防强制性国家标准《中国地震动参数区划图(GB 18306—2015)》[1],替代此前的GB 18306—2001,并于2016年6月1日起正式实施。一般建设工程抗震设防应达到标准规定的抗震设防要求,社会经济发展规划和国土利用规划、防灾减灾规划、环境保护规划等相关规划的编制应依据标准规定的抗震设防要求考虑地震风险。

新区划图提出了“四级地震作用”概念,规定了“四级地震作用”相应的地震动参数确定系数。采用了国际上均采用的概率地震危险性分析方法,用四个超越概率水平对“四级地震作用”作出了明确规定,即基本地震动相应于50年超越概率10%的地震动,多遇地震动相应于50年超越概率63%的地震动,罕遇地震动相应于50年超越概率2%的地震动,极罕遇地震动相应于50年超越概率0.01%的地震动。多遇地震动约为基本地震动峰值加速度的1/3,罕遇地震动约为基本地震动峰值加速度的1.6～2.3倍,极罕遇地震动约为基本地震动峰值加速度的2.7～3.2倍。

2 “两图”的修订方法和新版地震动参数区划图的特点

“两图”(即《中国地震动参数区划图(GB 18306—2015)》中的图A.1“中国地震动峰值加速度区划图”和图B.1“中国地震动加速度反应谱特征周期区划图”)直接给出的是基本地震动,对应的场地类别为Ⅱ类场地,是确定抗震设防的基准。在确定抗震设防地震动参数时,还应根据标准的要求确定不同场地(Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ类场地)多遇地震动、罕遇地震动和极罕遇地震动。

图A.1“中国地震动峰值加速度区划图”将全国根据Ⅱ类场地上基本地震动峰值加速度数值的不同划分为不同的区域,不同分区所对应的峰值加速度范围见表1。

注：g为重力加速度(9.8 m/s2)。

图B.1“中国地震动加速度反应谱特征周期区划图”将全国根据Ⅱ类场地上基本地震动加速度反应谱特征周期数值的不同划分为不同的区域,不同分区所对应的加速度反应谱特征周期范围见表2。

本次发布的《中国地震动参数区划图(GB 18306—2015)》已是我国第五代地震动参数区划图,与第四代区划图相比有两大重要变化：一是取消了不设防地区,设防参数整体上有所提高；二是将地震动参数细化到街道、乡镇。调整后,不再出现地震动峰值加速度小于0.05 g的分区,基本地震动峰值加速度0.10 g(即Ⅶ度)及以上地区面积从49%上升到58%,其中0.20 g(即Ⅷ度)及以上地区面积从12%增加到18%。基本地震动加速度反应谱特征周期0.40 s及以上地区面积也有所增加,从55%上升到59%,其中0.40 s地区面积从24%增加到27%,0.45 s地区面积从31%增加到32%。

新区划图中,Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ类场地地震动峰值加速度应根据Ⅱ类场地地震动峰值加速度进行调整,调整系数Fa见表3。Ⅲ、Ⅳ类场地的峰值加速度有所放大,而Ⅰ类场地考虑场地的有利因素,峰值加速度略有减小。

Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ类场地基本地震动加速度反应谱特征周期也应根据Ⅱ类场地基本地震动加速度反应谱特征周期,按表4确定。

本次地震参数区划的调整最终归结为双参数的调整,即地震动峰值加速度和特征周期的调整[2]。地震动峰值加速度0.05 g即我们通常所说的6度区,

表3 场地地震动峰值加速度调整系数Fa

表4 场地基本地震动加速度反应谱特征周期调整表 s

相应的0.10 g(0.15 g)、0.20 g(0.30 g)和0.40 g则分别对应7度、8度和9度区。地震动峰值加速度的增大,意味着抗震设防烈度的提高。当地震动峰值加速度由0.05 g调整为0.10 g后,结构地震反应增大1倍。

特征周期由设计地震分组(震源远近)和场地类别(地基好坏)确定。如图1(即《抗规》图5.1.5)所示,当特征周期Tg增大时,结构地震反应α也相应增大。当特征周期由0.35 s调整为0.40 s后,结构地震反应增大约13%。

图1 地震影响系数曲线

地震动峰值加速度是根据地震加速度反应谱(阻尼比0.05)的平台值确定的,即将平台值除以2.5作为峰值加速度。因此,按GB 18306—2015确定反应谱平台值时,应按峰值加速度乘以反应谱放大系数2.5确定。

不同场地的多遇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,不同场地的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,增加值不宜低于0.05 s。

3 新区划图对浙江省抗震设防区的影响

本次地震动参数区划调整对北上广深区域各大城市影响较大,对西南区域影响较小。对于浙江省范围而言,杭州、宁波、嘉兴、金华、衢州、台州、丽水的影响较大,对省内其他区域的影响相对较小。与四代区划图相比,五代图的调整幅度那是相当大,消灭了全省6.2万km2的不设防地区,原先(四代区划图)6度设防(地震动峰值加速度0.05 g)地区面积为3.8万km2,浙中和浙西大部分地区均为不设防(6度以下),调整后全省6度设防区面积达到9.5万km2,占全省陆域总面积的93%；同时7度设防(地震动峰值加速度0.10 g)地区面积也从原先的0.2万km2提高到0.7万km2,调整后占全省陆域总面积的7%。

如杭州市原来桐庐县、淳安县、建德市不设防,其余均为6度第一组,新区划图将此三县市提至6度设防,其余除滨江区、萧山区、余杭区13个街道(镇)、富阳市、临安市仍为6度区外,上城区、下城区、江干区、拱墅区、西湖区、余杭区7个街道均提高至7度设防。宁波市原仅北仑区、镇海区为7度第一组,宁海县不设防,其余均为6度区,新区划图将海曙区、江东区、江北区、鄞州区22个街道(镇)、余姚市6个乡镇、慈溪2个镇均提高至7度设防,宁海县当然也提至6度设防。温州市原来除文成县不设防,其余均为6度区,瑞安市为6度第二组,其余均为第一组,现文成县提至6度设防,且有较多县市Ⅱ类场地反应谱特征周期细分为0.35 s及0.40 s,设计时应注意。嘉兴市原均为6度区,本次调整幅度相当大,仅保留海盐县、海宁市3个镇、平湖市3个镇、桐乡市3个镇仍为6度区,其余均提高至7度设防。湖州市、绍兴市仍为6度区未变。金华市、衢州市、台州市均由不设防提至6度设防,且台州市的玉环县除了海山乡外,其余10个乡镇街道Ⅱ类场地反应谱特征周期也提至0.40 s。舟山市仍为7度区未变。丽水市原仅云和县、景宁畲族自治县为6度第一组,庆元县为6度第二组,其余均不设防,现也全部改为6度设防,庆元县各乡镇街道Ⅱ类场地反应谱特征周期也细分为0.35 s及0.40 s。