GB50011—2010《建筑抗震設防規范》對天津地區建筑抗震設計的影響

□文/王躍磊 魯航線

□魯航線/天津市市政工程設計研究院。

GB50011—2010《建筑抗震設防規范》對天津地區建筑
抗震設計的影響

□文/王躍磊 魯航線

GB50011—2010《建筑抗震設防規范》對天津的抗震設防分組做了較大調整，對天津地區的建筑抗震設防有較大的影響，本文對該問題進行探討。

建筑抗震；設防規范；設計地震分組；設防烈度

1 抗震規范的比較

國家住房和城鄉建設部頒布GB50011—2010《建筑抗震設防規范》對全國各地區抗震設防烈度、設計地震分組做了調整。

針對天津地區，原抗震規范（GB50011—2001）中，漢沽、寧河設防烈度為8度，設計基本地震加速度為0.20g，設計地震分組為第一組；除漢沽、大港外的12個市轄區、薊縣、寶坻、靜海抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.15g，設計地震分組第一組；大港設防烈度7度，設計基本地震加速度0.10g，設計地震分組為第一組。

GB50011—2010中，漢沽、寧河抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度0.20g，設計地震分組第一組；和平、河東、河西、南開、河北、紅橋、塘沽、東麗、西青、津南、北辰、武清、寶坻、靜海、薊縣抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0.15g，設計地震分組第二組；大港抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0.10g，設計地震分組第二組。

可以看出，GB50011—2010中，天津各地區設防烈度和設計基本地震加速度都沒有變化，而設計地震分組都有了變化，除漢沽、寧河外，都由第一組變為第二組。設計地震分組的變化，對天津地區的抗震設防帶來一定影響。

由表1可知，設計地震分組的變化將直接影響到場地的特征周期。而場地特征周期的變化，將直接影響到地震影響系數。

表1 場地特征周期 s

2 對地震作用的影響

常用的地震作用計算方法有2種，即振型分解反應譜法和底部剪力法。

采用振型分解反應譜法時，結構j振型i質點的水平地震作用標準值為

式中：Fji——j振型i質點的水平地震作用標準值；

αj——相應于j振型結構自振周期的地震影響系數；

Xji——j振型i質點的水平相對位移；

γj——j振型的參與系數；

Gi——i質點的重力荷載代表值。

采用底部剪力法時，結構總的水平地震作用為

式中：FkE——結構總的水平地震作用標準值；

α1——相應于結構基本自振周期的地震影響系數。

Geq——結構等效總重力荷載。

由式（1）和式（2）可以看出，結構的水平地震作用與結構的地震影響系數成正比。地震影響系數曲線見圖1。

圖1中：αmax——地震影響系數最大值；

η1——直線下降段的下降斜率調整系數；

γ——衰減指數；

Tg——場地特征周期；

η2——阻尼調整系數；

T——結構自振周期。

式中：ξ——結構的阻尼比。

由表1可知，各類場地土特征周期Tg的值為0.20～0.90。對于一般的多高層建筑，結構的自振周期也基本上位于這個區間，相應的地震影響系數為

由式（4）可以看出，地震影響系數α與場地特征周期Tg成正相關關系，即地震影響系數隨著場地特征周期的增大而增大。

對天津地區和平、河東、河西、南開、河北、紅橋、塘沽、東麗、西青、津南、北辰、武清、寶坻、靜海、薊縣等地，GB50011—2010中設計地震分組由第一組變為第二組，對于各類場地第二組的場地特征周期均比第一組的大，進而地震作用也會變大。

3 算例

工程為天津東麗區某污水處理廠的總變電間。該變電間為3層框架結構（含局部1層電纜夾層），結構長46.8m，寬15.9m，高13.8m。根據地質勘察報告，場地土為Ⅲ類土。結構軸見圖2。

在通用結構設計軟件PKPM中，分別以設計地震分組第一組和第二組對該結構進行分析，分析結果見圖3和圖4。

由圖3和圖4可以看出，在X向水平地震作用下，設計地震第二組的地震作用要比第一組大。

查看PKPM結果文件發現，結構的第一陣型為X向的平動，周期為0.79s，第二振型為Y向平動，周期為0.68s。由表1可知，第一組對應的場地土特征周期0.45s，第二組對應的場地土特征周期為0.55s。對于X方向的地震作用，無論是第一組還是第二組，結構的自振周期都位于Tg和5Tg之間。而在這個區間，地震影響系數隨著特征周期的增大而變大，那么第二組的地震力和地震位移均比第一組大是正常的。

4 結語

GB50011—2010將天津設防分組做了較大調整，對于大部分多高層建筑結構，這一調整將增大地震作用，因此在以后的抗震設計中應特別注意。

[1]GB50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[2]GB50011—2001，建筑抗震設計規范[S].

TU352.1

C

1008-3197（2011）02-15-02

2011-01-20

王躍磊/男，1984年出生，助理工程師，碩士，天津市市政工程設計研究院，從事結構設計工作。

□魯航線/天津市市政工程設計研究院。