抗震設(shè)計(jì)中特征周期值的選取方法

1、抗震設(shè)計(jì)中特征周期值的選取方法宿奎聚（河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，石家莊050031）摘要：近幾年大型建設(shè)項(xiàng)目的抗変設(shè)計(jì)中，多錯(cuò)誤宛采用健設(shè)場(chǎng)地地朮安全性評(píng)價(jià)根告中超越概 半10%的特征周期值，本文通過(guò)對(duì)健筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001條文的解讀和分析，提出應(yīng)采用 超越概率63%的值。同時(shí)對(duì)健設(shè)場(chǎng)地地震安全柱評(píng)價(jià)報(bào)告與健筑抗朮設(shè)計(jì)規(guī)范）GB500112001所 給定的設(shè)計(jì)特征周期有差別時(shí)，如何在這兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行選取，提出了建議，與同行共同探討。關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)特征周期；地丈安全肚評(píng)價(jià)；抗丈設(shè)計(jì)；地変影響系數(shù)JottEoZ Geotechnical InvestijiatioK & Su

2、rveying© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:Q1問(wèn)題的提出抗震設(shè)計(jì)特征周期在大型建設(shè)項(xiàng)目中，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的影響比較敏感，在多數(shù)進(jìn)行過(guò)建設(shè)場(chǎng)地地震安全性評(píng) 價(jià)的同一類場(chǎng)地，其評(píng)價(jià)結(jié)果50年超越概率】0%的地 震動(dòng)反應(yīng)譜特征丙期均遠(yuǎn)髙于儺筑抗簾設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011-2001 （以下簡(jiǎn)稱 俶范）表5.1.4-2所給定 的設(shè)計(jì)特征周期，近幾年設(shè)計(jì)人員大多采用前者進(jìn)行設(shè) 計(jì)，結(jié)果使地震彭響系數(shù)増大，進(jìn)而增大了地震力， 梁柱斯面和配筋率增大很

3、多，造成土建投資大幅度 提高.因此該問(wèn)題引起了建設(shè)方的關(guān)注。筆若通過(guò)査 閱相關(guān)資料、研憲 繳勸 并走訪有關(guān)專家，對(duì) 健設(shè) 場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱伐評(píng)報(bào)告） 中的反應(yīng)譜特征周期和 徴范）設(shè)計(jì)特征周期的關(guān)系進(jìn) 行了分析比較，糾正了一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。現(xiàn)就電廠抗震設(shè) 計(jì)中如何使用煖評(píng)報(bào)告中的反應(yīng)譜特征周期談一點(diǎn)2已往的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)及其后果國(guó)家質(zhì)鈕技術(shù)監(jiān)停局發(fā)布的中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃 圖 GB 18306-200!第3.2條說(shuō)明：“中國(guó)地爲(wèi)動(dòng)峰值 加速度區(qū)劃圖和中國(guó)地卷動(dòng)反應(yīng)譜符征周期區(qū)劃 圖的設(shè)防水準(zhǔn)為50年超越概率10%?！?，第3.4條說(shuō) 明：“他爲(wèi)動(dòng)反應(yīng)譜待征周期調(diào)整表）采用四類場(chǎng)地 劃分?！?，其

4、附錄C為地懇動(dòng)反應(yīng)譜特征周期調(diào)整表，見(jiàn) 本文表C。很顯然，C表中的特征周期為50年超越概率 10%設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)下的數(shù)值。再看 范）第S.1.4條規(guī)定：“特征同期應(yīng)根據(jù) 場(chǎng)地類別和M計(jì)地震分組按表5.1.4-2 （見(jiàn)本文表5.1.4- 2）采用，計(jì)算罕遇地震作用時(shí)，特征周期應(yīng)增加 0.05S”。104工程勘察對(duì)比上述兩表，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值完全相同，且規(guī)范 條文說(shuō)明3.2節(jié)解釋：“本次修訂，明確引入了 設(shè)計(jì) 基本地震加速度和'設(shè)計(jì)特征周期，可與新修訂的 中國(guó)地廉動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖相匹配”。中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜待征周期調(diào)整表«C特征周期場(chǎng)地類型劃分分區(qū)堅(jiān)硬中硬中軟較列1區(qū)0.250.350.450.6

5、52區(qū)0.300.400.550.753區(qū)0.350.450.650.90特征周期值表 5.L4-2設(shè)計(jì)地饃場(chǎng)地類別分組InDIIV第一組0.250.350.450.65第H0.300.400.550.75第三組0350.450.650.90因此給大家造成誤解：繳范 表5.1.4-2中的特征 周期應(yīng)同樣為50年超越概率10%的特征周期值。以此 類推，在使用佞評(píng)）報(bào)告中的特征周期時(shí)，應(yīng)采用其 提供的場(chǎng)地50年超越概率10%的特征周期值。例1:河北定洲某電廠建設(shè)場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià) 報(bào)告（河北工程地震勘察研究院，2005年5月），場(chǎng) 地主要設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)見(jiàn)表1。從表1可M看出，50年超越概率【0%的

6、地震動(dòng)反 應(yīng)譜特征周期為0.75 s,而按 傲范）表5.1.4-2取值應(yīng) 為 0.40 S,相差 0.35 So例2:館家莊某電廠建設(shè)場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào) 告（河北省工程地震勘察研究院，2004年8月），報(bào) 告結(jié)論為廠址50年超越概率10%的地震動(dòng)反應(yīng)譜特征 周期為0.60 s （見(jiàn)表2）,而按 傲范）表5.1.4-2取值2008年増刊第2期場(chǎng)地主菱設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)*1場(chǎng)地類別50年超越概率地表加速度蜂值PGA（cm/s1）Tg(s)63%200.050.50U10%650.160.753%1150.270.80場(chǎng)乩主要設(shè)什地策動(dòng)參數(shù)表«250年P(guān)GATg場(chǎng)地類別aM超超槪率(cm/s

7、2)(s)63%330.0850.40n10%|1050.260.603%1650.40|0.75應(yīng)為0.35 S,相差0.25 So例3：唐山某電廠建設(shè)場(chǎng)地地髓安全性評(píng)價(jià)報(bào) 告（河北省工程地震勘察研究院），報(bào)告結(jié)論見(jiàn)表 30場(chǎng)地主要設(shè)計(jì)地誤動(dòng)參數(shù)表表3場(chǎng)地類別50年 超越務(wù)率PGA(cni/s2)Tg(s)a63%700.1603010%2000.460.503%3100.750.70廠址50年超越概率10%的地喪動(dòng)反應(yīng)譜待征周期 為0.50 s,而按 m 表5.1.4-2取值應(yīng)為0.35 S,相 差05S。在設(shè)防烈度為8度的地區(qū)，采用0.50 s的設(shè)計(jì)特征 周期，使唐山某電廠的梁柱在常規(guī)斷

8、面下鋼筋密度大的 無(wú)法配置；同櫛由于比執(zhí)行抗震規(guī)范要增加近千萬(wàn)元的 投資，使石家莊某電廠重新找地喪勘察院要求提供地面 下5.5 m處的地震動(dòng)參數(shù)，以便尋求降低設(shè)計(jì)掙征周期 的其它途徑。在這種情況下，筆者才懷疑是否用借了不 同超越概率下的特征周期值。3如何正確理解俶范）列表中的特征周期徴范）第351條規(guī)定“除本規(guī)范特別規(guī)定者外, 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析”, 第3.6.2條規(guī)定“不規(guī)則且具有明顯薄弱部位可能導(dǎo)致 地震時(shí)嚴(yán)重破壞的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按本規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行 罕遇地震作用下的彈切性變形分析，”。佩范）的這兩條規(guī)定體現(xiàn)的是三水準(zhǔn)設(shè)防思想, 它優(yōu)于單一水準(zhǔn)的設(shè)防思想。三水準(zhǔn)設(shè)防

9、思想的設(shè)防目 標(biāo)是：小震不壞（指多遇地震，50年超越概率63%）, 中震可修（指設(shè)防烈度地震，或基本地麗，50年超越 «率10%）,大震不倒（指罕遇地震，50年超越率3%）0設(shè)計(jì)地震作用時(shí)，采用兩個(gè)階段設(shè)計(jì)步驟，第一 階段用多遇地震作用（即上述煉范第3.6.1條規(guī) 定），第二階段舟罕遇地震作用（即 m 第362條 規(guī)定），結(jié)構(gòu)及構(gòu)件驗(yàn)算時(shí).不僅嬰進(jìn)行多遇地震下的 承載力驗(yàn)算.還要進(jìn)行彈性變形驗(yàn)算及罕遇地震下的彈 刻性變形驗(yàn)算。根據(jù)上述理解，在單一水準(zhǔn)的設(shè)防思想指導(dǎo)下的 儺筑杭震設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ11-74和健筑抗確設(shè)計(jì)規(guī) 也GBJH-78,在設(shè)計(jì)地震作用和結(jié)構(gòu)及構(gòu)件驗(yàn)算時(shí)采 用的是基本地

10、震作用下的地震動(dòng)參數(shù).而新的徴范 采用的是多遇地震和罕遇地震作用下的地焦動(dòng)參數(shù)。所 以 m 第5.4條給出了多遇地震和罕遇地層作用 下的水平地農(nóng)影響系數(shù)最大值，即表5丄4-1,至于 特征周期該條觀定釆用表5.1.4-2中的數(shù)值，同時(shí)指 出：“計(jì)算8、9度罕遇地震作用時(shí)，特征周期應(yīng)增加 0.05 S?！备鶕?jù)該條本身前后敘述的邏輯性以及與前面第3.6.1 條規(guī)定的邏輯關(guān)系，不難理解表5.1.4-2中的待征周期 應(yīng)為多遇地震作用下的數(shù)值，至于其數(shù)值與中國(guó)地鳶 動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖的設(shè)防水準(zhǔn)為50年超越概 率10%的她震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期調(diào)搭表）（表C）數(shù) 值相當(dāng)，可理解為這是 m 的取值問(wèn)題，而不應(yīng)

11、該 理解為表5.1.4-2中的特征周期為基本地震作用下（50 年超越概率10%）的數(shù)值。因此，如果建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行了地爲(wèi)安全性評(píng)價(jià)，需要 采用其確定的地菸動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)地震作用和結(jié)構(gòu)及構(gòu) 件驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)分別采用安評(píng)報(bào)告中多遇地震 （63%）和罕遇地震（3%）作用下的特征周期。4結(jié) 語(yǔ)（1）犍筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001） 5.1.4 條中表5.1.4-2中的場(chǎng)地侍征周期對(duì)應(yīng)的是50年超越概 率為63%的地比動(dòng)參數(shù)，而不是10%的；（2）需要釆用他茂安全性評(píng)價(jià)報(bào)告確定的地 震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)地震作用和結(jié)構(gòu)及構(gòu)件驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)分 別采用其中多遇地蕊（63%）和罕遇地震（3%）作用下 的特征周期。（3）按抗?fàn)?wèi)設(shè)防類別劃分，火力發(fā)電廠主要建 （構(gòu)）筑物一般為乙類建筑，«建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB 50011-2001） 3.1.3條只規(guī)定了甲類建筑的地後作 用應(yīng)按批準(zhǔn)的地縫安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定，對(duì)乙類建筑沒(méi) 有特殊要求。所以對(duì)于火力發(fā)電工程是否采用他震安 全性評(píng)價(jià)報(bào)告的結(jié)果不明確，因此建議在確定設(shè)計(jì)特 征周期時(shí)取儺筑抗?fàn)?wèi)設(shè)計(jì)規(guī)范 （CB 50011-2001） 和仙安全性評(píng)價(jià)報(bào)告相同超越概率下兩者相比的楡繪刊粘ILdemic Journal El