沙特扎瓦尔项目地震重要性系数变更的技术总结

1、沙特扎瓦尔项目地震重要性系数变更的技术总结一. 问题概述：沙特扎瓦尔项目的设计单位Fichtner在结构设计中采用UBC97规范进行地震力计算，其采用的主要地震计算参数为：地震分区UBC Zone 1，地震峰值加速度PGA=0.075g，场地类别Sd，结构重要性系数I=1.0，计算方式采用底部剪力法。项目的业主工程师Poyry在审核结构设计计算式提出根据沙特地震规范SBC要求将结构重要性系数从I=1.0调整到I=1.25，所有的结构按照此要求重新进行核算，确保满足要求。根据OE的上述审核意见，将意味着所有的地震力计算值将至少提高25%，对于以地震力起控制作用的建筑物来说，需要重新核算结构计算，

2、且许多构件需要变更截面和加大配筋。现场很多建筑物已经完成了基础设计，已经没有修改的空间，同时设计单位需要额外的时间进行核算并引起可能的商务索赔和工程设计的进一步延误。二. 问题分析：OE的上述要求，是基于沙特地震设计规范SBC301中Table 9.5 中III类建筑物重要性系数为1.25的规定。根据EPC技术合同，地震计算采用SBC规范，因此从这一点来看，OE的审核意见是有根据的，需要遵守的。从另外一方面看设计单位Fichtner在结构计算中是采用的UBC规范，也是合同认可的，是有规范依据的。该技术问题的核心是在于OE根据SBC301中的规范要求直接加到了UBC地震计算体系中，解决该问题的着

3、手点应从此处开始，单独分析各自计算体系，分析比较各自体系下计算的地震力结果，然后达到解决问题的目的。三. 问题的处理过程：第一步：查找合同中有关地震的内容。EPC合同Volume VII：Part P-B0，General Technical Requirement B0.4：Civil Workshop 中对地震有如下的论述：“The Saudi Building Code ( .sa ) shall be followed wherever the Code is applied in the scope according to items 1-9/2/5 of t

4、he structural requirements (SBC 300). These requirements state that the Code does not apply to special structures such as most of the elements of the project, which require special seismic analysis and design as detailed in the Sections 12 and 13 of the requirements for loads and forces (SBC301). Th

5、us, it is necessary to take into consideration the effects ofseismicity in the design of the project and to follow other internationalcodes beside SBC. Reference is also made to the latest edition of IBC.The most stringent regulation shall apply.Although no significant earthquake values are known fo

6、r the area of theproject, it is stipulated that all structures shall at least be verified againstearthquakes conform with Zone 1 UBC. The actual seismic parameters asproposed in Section 2.4 of the Soil Investigation Report by GULFCONSULT shall be verified during detailed design and be integrated in

7、adetailed soil investigation report.”第二步：根据EPC合同中的要求，所有的地震参数需要在详细设计阶段的地质勘测报告中最终确定后才能使用，需要查阅业主审批的地质勘测报告有关内容。相关内容摘录如下：Seismic Zone Number_0, Seismic Zone Factor_0.05, Site Profile Type_S4, Site Factor_2.0, Peak Ground Acceleration_0.05g. 第三步：将地质勘测报告的地震参数与设计院Fichtner采用的地震参数进行比较。其中关键的问题在于PGA（Peak Ground

8、 Acceleration）的数值不同，设计中采用的是0.075，而地质勘测报告中是0.05，这样就找到了问题的突破点。解决该问题的关键在于，我们需要证明在UBC以及在SBC系统中两组PGA+ Importance Factor的计算结果比较，即需要得到0.075g+1.0的组合至少不小于0.05g+1.25的组合。第四部：理论计算上的证明。PARTT1：BASE OON UBC 97 Above content is excerpt from UBC97，from the TABLE 16-Q,the coefficient Ca is linear change ,as the GEOTE

9、CHNICAL INVESTIGATION submitted by GULF ,the seismic zone factor is 0.05，Ca=0.08,for identical type structure ,certain R value will be adopted . So,Importance factor 1.25 Va=1.25V=(1.25x3.0x0.08)W/R=0.3W/R Importance factor 1.0 Vb=1.0V=(1.0x3.0x0.12)W/R=0.36W/R In the design procedure, the seismic z

10、one factor 0.075 is adopted, but not 0.05 as the GEOTECHNICAL INVESTIGATION mentioned, this value has beenincreased. Obviously,Vb > Va, so the design result is more safe.PART 2：BASE ON SBC301 According to the Figure(g),the Ss value is 0.85，in the design progress ,we promote the PGA value from 0.0

11、5g to 0.075g, we can get the approximate Ss value by straight-line interpolation for intermediate value as 1.5. And then from the table 9.4.3a we can get the respectively Fa value as 1.13 and 1.0 So, SDS0.05 =2/3(1.13*0.85) =0.64 SDS0.075 =2/3(1.0*1.5) =1.0 According Eq.10.8.1 V0.05 =I*V=1.25*1.2*0.

12、64W/R=0.96W/R -I factor is the occupancy importance factor V0.075 =I*V=1.0*1.2*1.0W/R=1.2W/R Obviously, V0.05< V0.075 the design result will be more safe. CONCLUSION:Thorough compare the UBC 97 and SBC301, we noticed there are some difference between the two code systems. (The SBC301 were develop

13、ed based on the standards of the American Society of Civil Engineers (ASCE). But what we can work out is that, no matter which code system is adopted, the impact by change the PGA value from 0.05g to 0.075g is more obviously and more safe than promote the importance factor from 1.0 to 1.25. 第五步：准备材料

14、，与OE进行技术谈判，维持原Fichtner设计不变化。整理上述处理过程形成的技术支持文件，进行汇编成册后后在EMM会议上由ACC方面的土建主管Mr.Zorba进行了论述，最后OE确认以后不再提出地震重要性系数的意见。至此，该问题得到较为完满的解决，避免了变更系数带来的一系列的问题。四. 结论及经验：纵观整个问题处理过程，其实Fichtner在没有吃透合同的情况下，贸然采用UBC97规范进行设计，其采用0.075g的PGA并不是事先考虑到重要性系数差异的问题，而是因为在UBC97规范中，抗震设计最小的PGA就是0.075g，没有0.05g一档，在保证采用抗震设计的前提下，只有采用规范的下限值为基准进行地震力的计算。但这个扩大无意中为以后重要性系数的调整问题留下了足够的规范裕度，使得OE在提出需要增加地震重要性系数的时候，能够确保整体计算能够满足SBC301的规范要求，避免了设计返工和不可估计的现场施