地震影响系数最大值αmax对比分析

地震影响系数最大值αmax对比分析

凌涛

（中国电力工程顾问集团中南电力设计院工程有限公司湖北武汉430071）

摘要：根据中国建筑抗震设计的基本思想，浅析现行国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）和现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）有关地震影响系数最大值αmax计算原理，借助PKPM（V3.1.6）结构设计软件中有关地震参数计算工具，列表计算对比，理清两本规范造成计算结果不同的原因，为结构设计同仁更好理解两本规范提供帮助。

关键词：抗震设计；地震影响系数；场地土类别；地震峰值加速度

0引言

现行国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）（以下简称《区划图》）和现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）（以下简称《抗规》）分别于2016年06月01日和2016年08月01日实施，两本规范对非Ⅱ类场地土条件下的地震影响系数最大值αmax计算结果是不同的；为理清两本规范的不同之处，将以河南省某工程的设计参数为例，借助PKPM（V3.1.6版）计算软件进行对比分析。

1工程概况

某2x350MW热电厂地处中国河南省，场地土类别Ⅲ类。根据《区划图》附录C可查得项目所在地在Ⅱ类场地土条件下的基本地震动峰值加速度0.15g，根据《抗规》附录A可查得项目所在地设计基本地震加速度0.15g。

2地震影响系数

要理解地震影响系数α在抗震设计中的作用，首先应清楚我国抗震设防的基本思想，简单总结为“三水准和两阶段”，对于一般建（构）筑物，我们通常只采用第一阶段的计算方法进行抗震设计，即假定结构处于弹性阶段，采用反应谱理论来确定地震作用大小，这里的反应谱曲线实际就是地震影响系数α-T关系曲线。

地震影响系数定义为建（构）筑物最大加速度绝对值和重力加速度的比值，水平地震影响系数最大值αmax可以表示为：

2.1《抗规》中地震影响系数最大值确定

根据《抗规》第5.1.2条的条文说明，多遇地震和罕遇地震的最大水平地震影响系数可将《抗规》表5.1.2-2中所列有效峰值加速度值乘以放大系数=2.25得到。同理基本地震的最大水平地震影响系数可将《抗规》表3.2.2中所列设计基本加速度值乘以放大系数=2.25，因此可以列出多遇地震、基本地震和罕遇地震条件下的水平地震影响系数最大值，见表2.1。

表5.1.2-2时程分析所用地震加速时程的最大值（cm/s2）

根据文中前面提到某2x350MW热电厂，借助PKPM（V3.1.6版）计算软件，可以得

到如下图结果：

2.2《区划图》中地震影响系数最大值确定

为了求出非Ⅱ类场条件下多遇地震水平最大影响系数αmax，必须计算出多遇地震条件下的地震动峰值加速度。《区划图》给出不同场地条件下的地震动峰值加速度转换过程，可以归纳为以下三步，如下图：

以上转换过程可以概括成一句话“先概率，后场地”，下面将根据上述工程实例论述其转化原理。

第一步，查《区划图》附录C，可知河南省某工程，在Ⅱ类场条件下的基本地震动峰值加速度为0.15g；

第二步，根据《区划图》6.2条，可以求出不同概率条件下的地震动峰值加速度；

《区划图》6.2条规定如下：

6.2.1多遇地震动峰值加速度宜按不低于基本地震动峰值加速度1/3倍确定；

6.2.2罕遇地震动峰值加速度宜按基本地震动峰值加速度1.6~2.3倍确定；根据《区划图》宣贯教材，罕遇地震动峰值加速度与基本地震动峰值加速度的比值取1.9。

根据规范6.2条规定，可以得到某工程在Ⅱ类场条件下不同概率水平所对应的峰值加速度，见表2.2。

表2.2Ⅱ类场条件下不同概率水平对应的峰值加速度

同样借助PKPM（V3.1.6版）计算软件，可以得到如下图结果。

5结束语

通过行国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）和现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）对非Ⅱ类场地土条件下的地震影响系数最大值αmax计算原理梳理，借助PKPM（V3.1.6）结构计算软件，对河南省某工程Ⅲ类场地条件下的地震影响系数最大值αmax进行对比计算，发现按《抗规》计算αmax=0.12，按《区划图》计算αmax=0.1625，两者相差较大。从结构安全设计角度出发，建议结构设计人员在今后的结构设计过程中，对于非Ⅱ类场地土条件下的建（构）筑物水平地震影响系数最大值αmax选取，应先根据两本规范进行对比计算，取其大值进行结构设计。

参考文献：

[1]GB50011-2010（2016年版）建筑抗震设计规范[S]北京：中国建筑工业出版社，2016

[2]GB18306-2015中国地震动参数区划图[S]北京：中国标准出版社，2016

[3]GB18306-2015《中国地震动参数区划图》宣贯教材[M]北京：中国标准出版社，2015

作者简介：

凌涛（1978—）男工程师从事火力发电厂结构设计lingtao@csepdi.com