动参图、抗规解读及PKPM软件实现

动参图、抗规解读及PKPM软件实现刘孝国2016年7

月26日1.第五代地震动参数区划图GB18306—2015解读地震动参数区划图•

2015年5月15日，国家质检总局、国家标准委批准发布《中国地震动参数区划图》等357项国家标准（中华人民共和国国家标准公告2015年第15号）。•

新的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）将替代《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），于2016年6月1日起正式实施。•

本次发布的《中国地震动参数区划图》已是我国第五代地震动参数（烈度）区划图，相较于现行的第四代区划图有两大变化：一是取消了不设防地区；二是在附录中将地震动参数明确到乡镇。地震动参数区划图•

新的区划结果适当提高了我国的整体抗震设防要求，符合我国地震构造环境和地震活动特征，与我国经济和社会发展状况相适应。•

7度以上的地区面积从49%上升到58%•

8度以上的面积从12%增加到18%•

全国县级以上城市12.5%设防水平变化较大：•

0.05g提高至0.10g或0.15g：6.9%•

0.10g或0.15g提高至0.20g：4.6%•

8度区以上工程主要解决办法：隔震减震设计地震动参数区划图•

县级及以上设防城镇变化，大陆县级及以上城镇共2860个，累计升高的城镇1149个，占44%。特征周期调整13%不变56%加速度提高18%新增设防13%地震动参数区划图地震动参数区划图•

该标准包括两张主图《中国地震动峰值加速度区划图》、《中国地震动反应谱特征周期区划图》，四张辅图《中国及邻近地区地震构造图》、《中国地震综合等震线图》《中国及邻近地区破坏性地震震中分布图》《中国及邻近地区中小地震震中分布图》。地震动参数区划图地震动参数区划图地震动参数区划图•

新的区划图提出四个重要变化：1、给出全国各地Ⅱ类场地基本地震峰值加速度与特征周期；2、双参数调整（场地土类别，特征周期）；3、提出了“四级地震作用”（多遇，基本，罕遇和极罕遇），取值为：常遇为基本的1/3，罕遇为基本的1.6-2.3（推荐系数1.9），极罕遇为基本的2.7-3.2（推荐系数2.9）；4、确定反应谱平台值时，按峰值加速度乘以2.5确定。考虑反应谱放大系数2.5。地震动参数区划图•

新版地震区划图主要特点：•

两图（Ⅱ类场地基本地震峰值加速度和特征周期区划图）•

三级防控体系（规划；设计、施工、运维；应急备灾）；•

四级地震作用（基本、多遇、罕遇及极罕遇）及其参数确定方法；•

五类场地土层地震动参数双调整（以Ⅱ类为基准，调整特征周期及峰值加速度）•

提升基本地震动参数确定地震作用的两参数•

10抗震规范（烈度确定地震影响系数最大值αmax，设计分组及场地类别确定特征周期Tg，再确定地震影响系数α）地震影响系数最大值与加速度、烈度关系•

地震加速度、影响系数最大值与地震加速度最大值关系地震影响系数最大值与加速度、烈度关系•

以7度0.15g为例做如下分析：•

加速度0.15g=0.15*9.8m/s2=147cm/s2；•

水平地震影响系数最大值αmax=0.15g*β/g；•

αmax=0.15*2.25=0.3375;得设防地震影响系数最大值为0.34；考虑多遇与设防、多遇与罕遇关系2.8、6-8倍，多遇与罕遇地震影响系数最大值0.12，0.72；（以给出的设防地震加速度推导其他情况）•

β=2.25，为考虑场地覆土、结构反应的放大系数；•

多遇地震加速度147/2.8=52.5cm/s，罕遇地震加速度52.5*6=315cm/s地震动参数区划图地震动参数区划图•

新的动参区划图，相关的调整系数地震动参数区划图•

新的动参区划图，相关的调整系数地震动参数区划图地震动参数区划图地震动参数区划图1、如果基本地震αmaxⅡ<0.05g，Fa取值与0.05g时相同的数值。2、如果基本地震αmaxⅡ>0.4g，Fa取值与0.4g时相同的数值。3、如果基本地震0.05g<αmaxⅡ<0.4g，Fa线性插值确定。举例：αmaxⅡ=0.18g，Ⅲ类Fa线性插值结果：1.01.150.20.15*(0.180.15)

1.15

1.06地震动参数区划图地震动参数区划图地震动参数区划图•

地震动参数调整：•

峰值加速度（先概率，后场地）•

反应谱特征周期（先场地，后概率）地震动参数区划图

两参数确定流程)•

计算过程：•

给定条件•

地点：省、市、乡镇、街道名称•

场地类别：Ⅰ

，Ⅰ

，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ01•

地面运动水准：多遇；基本；罕遇；极罕遇地震动参数区划图

两参数确定流程)•

计算过程：1.根据地点查区划图表C，得到对应基本地震动、Ⅱ类场地的峰值加速度和加速分反映谱特征周期aⅡ

，TⅡ

；maxg2.地面运动水准调整，得多遇，罕遇及极罕遇aⅡ

=aⅡ

*γ，γ=（0.33,1.9,2.7）；maxmax3.根据aⅡ

及场地类别，查动区划图表E.1，得到调整系数Fmaxa，峰值加速度a

=aⅡ

*F

；地震影响系数最大值为：maxmaxaα

=a

*β/g=2.5a

/g；maxmaxmax4.根据TⅡ

和场地类别，查区划图表1，得到基本地震动在相应场g地类别下的特征周期T

，不同地面水准进行调整（多遇或基本gT

=T

；罕遇T

=T

+0.05）；gggg5.得到参数α

，T

；按抗规加速度反应谱计算地震作用。maxg地震动参数区划图（软件实现）地震动参数区划图（举例）•

计算过程（以北京市城东区建国门街道为例，计算Ⅲ类场地土影响系数最大值）：1、查询对应的Ⅱ类场地基本地震峰值加速度和反应谱特征周期0.2g，0.4s；2、Ⅱ类场地多遇地震和罕遇地震加速度分别为：0.2g*(1/3)=0.0667g，0.2g*2.3=0.46g；3、查表E.1，线性插值得到Ⅲ类场地0.0667g与0.46g调整系数分别为：（0.0667g介于0.05g-0.1g之间插值）1.251.30.10.05Fa

*

(0.0667

0.05)

1.3

1.2833地震动参数区划图（举例）（0.46g大于0.4g，调整系数Fa=1.0）4、Ⅲ类多遇和罕遇地震加速度分别为:0.0667g*Fa=0.0667g*1.2833=0.0856g，0.46g*Fa=0.46g*1.0=0.46g；5、基本地震影响系数最大值αmax=0.2g*β/g，取β=2.5，得αmax=0.5；6、多遇和罕遇地震影响系数最大值αmax分别为:0.0856*β=0.214，0.46*β=1.15；地震动参数区划图（举例）•

7、再查规范8.2表1，得到0.4s对应Ⅲ类场地特征周期为0.55s，多遇及基本地震计算的特征周期为0.55s，罕遇地震计算特征周期增加0.05s，为0.6s。•

8、地震作用计算输入多遇、基本及罕遇地震αmax及Tg。•

时程分析时，注意地震最大加速度的计算地震动参数区划图•

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。按GB18306-2015确定反应谱平台值（αmax）时，应按峰值加速度乘以2.5确定。因此，取β=2.5。地震动参数区划图（烈度与加速度）地震动参数区划图•

地方文件（天津）要求：地震动参数区划图•

地方文件（扬州）要求：地震动参数区划图•

地方文件（甘肃）要求：地震动参数区划图•

地方文件（山东）要求：2.抗规规范局部修订解读抗规局部修订•

总体来说新抗规调整两个方面•

一、根据《中国地震动参数区划图》GB18306—2015修订《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的附录A：我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本加速度和设计地震分组。•

二、根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010实施以来各方反馈的意见和建议，对部分条款进行文字性调整。抗规局部修订抗规局部修订抗规局部修订•

动参数区划图特征周期与设计分组的关系：抗规局部修订•

具体的文字调整如下：•

1、明确楼两侧的悬挑板等非抗侧力构件不作为位移比验算点抗规局部修订•

原内容：抗规局部修订•

2、高层建筑的界定，住宅为10层，其他为24m抗规局部修订（征求意见稿）抗规局部修订（征求意见稿）•

3、明确桩基不进行承载力验算的结构类型抗规局部修订（征求意见稿）•

原内容：抗规局部修订（征求意见稿）•

4、边缘构件增加7度一级抗规局部修订（征求意见稿）抗规局部修订（征求意见稿）•

5、进一步明确单框框架使用范围抗规局部修订（征求意见稿）•

6、明确砖混结构立面开洞要满足窗间墙尺寸要求抗规局部修订（征求意见稿）•

7、公式角标变化（原规范有笔误）抗规局部修订（征求意见稿）抗规局部修订（征求意见稿）•

8、强调是柱脚极限承载力抗规局部修订（征求意见稿）•

9、原来公式用抗剪强度，现在改为屈服强度（已同高钢规公式）抗规局部修订（征求意见稿）•

10、明确无柱帽平板暗梁加密区范围抗规局部修订（征求意见稿）•

11、明确隔震支座压应力验算取竖向压应力的设计值抗规局部修订（征求意见稿）•

12、地下建筑的抗震构造要求，对于中柱的最小配筋率进一步明确抗规局部修订（征求意见稿）•

13、地下建筑中，明确暗梁设置的范围3.抗规与动参图抗规与动参图1.抗规不做相关放大系数调整的定性：统计表明，不同场地地震动峰值加速度会略显不同。历次大地震的经验表明，同样或相近的建筑，建造于Ⅰ类场地时震灾较轻，建造于Ⅲ、Ⅳ类场地震害较重。考虑到这种差异，工程建设标准在89及以后各版抗规通过抗震构造措施的调整予以考虑。抗规与动参图•

抗规3.3.2

建筑场地为I类时，对甲、乙类的建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；对丙类的建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。•

规范对于I类场地，仅降低抗震构造措施，不降低抗震措施的其他要求，如按概念设计要求的内力调整措施。抗规与动参图•

抗规3.3.3

建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，除本规范另有规定外，宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各抗震设防类别建筑的要求采取抗震构造措施。•

超限审查技术要点：楼层最小地震剪力系数对于Ⅲ、Ⅳ类场地至少增加5%。•

对Ⅲ、Ⅳ类场地，除各章有具体规定外，仅提高抗震构造措施，不提高抗震措施中的其他要求，如按照概念设计要求的内力调整等。抗规与动参图•

工程建设标准通过抗规设防分类、抗震措施和抗震计算配套使用，共同保证建筑物抗震安全。抗规与动参图2.地震局相关文件、区划图报批稿中均有学校、医院地震作用提高一度（档）的要求。（1）房屋建筑的“抗震设防要求”是通过地震区划图、抗震设计、施工质量、房屋建筑使用等诸方面来实现，不是单一的地震动参数能保障的。（2）抗震措施是抗震设防要求的重要内容，在地震区划图估计的加速度不准确的情况下，具有更为重要的防倒塌作用。（我国抗规根据不同房屋建筑的重要性提出不同抗震等级与相应构造措施，采用不同的调整系数）。抗规与动参图3.《建筑工程抗震设防分类标准》对二、三级医院、具有外科手术或急诊科的乡镇卫生院，幼儿园和中小学等建筑的抗震设防要求为重点设防类，在抗震设计中要按照提高一度采取抗震措施，其效果高于单一提高地震加速度的效果。抗规与动参图•

根据重要性提高一度采取抗震措施时，不同构件按抗规规定不同的地震力放大系数。以钢筋混凝土结构为例，地震内力的提高系数如下：抗规与动参图对医院建筑，在《建筑工程抗震设防分类标准》修订时，已