地震動參數(shù)是工程抗震設(shè)計的依據(jù),不同工程對工程場地地震安全性評價的深度以及提供的參數(shù)的要求不同,這取決于工程的類型,工程的安全性,危險性以及社會影響等因素。比如對一般工業(yè)民用建筑,中國已經(jīng)頒發(fā)的抗震設(shè)計規(guī)范都以基本烈度為基礎(chǔ)來確定設(shè)防烈度,以烈度值換算成地震動峰值加速度進行抗震設(shè)計,但對一些重要工程和特殊工程如超高層建筑,大橋、大壩、核電廠等只提供峰值加速度還不能滿足抗震設(shè)計要求,還必須提供地震過程的頻率特性和強震動的持時等地動參數(shù)。地震動的重要工程特性至少應(yīng)包括地動峰值(加速度或速度峰值),反應(yīng)譜及強震持時這三項參數(shù)。
正文
內(nèi)容
表征地震引起的地面運動的物理參數(shù),包括峰值、反應(yīng)譜和持續(xù)時間等,地震動是由震源釋放出來的地震波引起的地面運動。它是由不同頻率、不同幅值(或強度)在一個有限時間范圍內(nèi)的集合。所以通常以幅值、頻率特性和持續(xù)時間三個參數(shù)來表達地震的特點。
地震動幅值是地震振動強度的表示,通常以峰值表示的最多,如峰值加速度、峰值速度。峰值是指地震動的最大值。地震動峰值的大小反應(yīng)了地震過程中某一時刻地震動的最大強度,它直接反映了地震力及其產(chǎn)生的振動能量和引起結(jié)構(gòu)地震變形的大小,是地震對結(jié)構(gòu)影響大小的尺度。在以烈度為基礎(chǔ)作為抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)時,往往以相應(yīng)的烈度換算成相應(yīng)的峰值加速度,例如,中國地震烈度(1980)規(guī)定,烈度與峰值加速度和速度的對應(yīng)關(guān)系:建設(shè)部(1992)419號問規(guī)定了烈度為Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ時,設(shè)計時取對應(yīng)的峰值加速度平均值分別為:0.1,0.2,0.4,0.8g。
地震動頻譜特性就是強震地面運動對具有不同自振周期的結(jié)構(gòu)的響應(yīng),反應(yīng)譜是工程抗震用來表示地動頻譜的一種特有的方式,這是由于它是通過單自由度體系的反應(yīng)來定義的,容易為工程界所接受。反應(yīng)譜S(T,ξ)的定義是:具有同一阻尼比ξ的一系列單自由度體系(其自振周期為Ti,i=1,2,…N)的最大反應(yīng)絕對值S(Ti,ξ)與周期Ti的關(guān)系,即S(Ti,ξ),有時也寫為S(T)。或者說 干具有相同阻尼特性的,但結(jié)構(gòu)周期不同的單自由度體系,在某一地震作用下的最大反應(yīng)。反應(yīng)譜的形狀隨a(t)而變,近震小震堅硬場地上的地震動a(t)的反應(yīng)譜峰值在高頻部分,遠震大震軟厚場地上的a(t)的反應(yīng)譜峰值在低頻部分。震害經(jīng)驗表明:小震近震近堅硬場地上的地震動容易使剛性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震害,而大震軟厚場地上的地震動容易使高柔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震害。這一規(guī)律從地震動的頻譜特性去理解就很容易解釋,前一種地震動的高頻比較豐富,而后一種則以底頻含量較強,由于共振效應(yīng),前者易使高頻結(jié)構(gòu)受到破壞,后者易使底頻結(jié)構(gòu)受損。
強地震動的持續(xù)時間在震害及對結(jié)構(gòu)的影響,主要發(fā)生在結(jié)構(gòu)反應(yīng)進入非線性化之后,持時的增加使出現(xiàn)較大永久變形的概率提高,持時愈長,則反應(yīng)愈大,產(chǎn)生震害的積累效應(yīng)。對一般工業(yè)民用建筑的抗震設(shè)計,利用地震動幅值(強度)就行了,但對重大工程、特殊工程,僅有幅值。
劃分
地震動參數(shù)劃分,是以國土為背景,按照不同的地震強弱程度,以一定的標(biāo)準(zhǔn)(包括時間年限、概率水準(zhǔn)、地震動峰值加速度、地震動反應(yīng)譜特征周期等地震動參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)),將國土劃分為不同抗震設(shè)防要求的區(qū)域,并以圖件的形式表示出來。地震動參數(shù)區(qū)劃圖展示了地區(qū)之間潛在地震危險程度的差異,設(shè)計人員可以根據(jù)地震動參數(shù)區(qū)劃圖上所標(biāo)示的各個地區(qū)的抗震設(shè)防要求進行建設(shè)工程抗震設(shè)計。
從50年代至今,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)的進步,地震區(qū)劃的目的、內(nèi)容和方法也在不斷地改進和發(fā)展。我國的地震區(qū)劃圖已編制完成了三張地震烈度區(qū)劃圖;2001年8月1日即將頒布實施的是我國第一張地震動參數(shù)區(qū)劃圖。國家標(biāo)準(zhǔn)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2001)是根據(jù)《中華人民共和國防震減災(zāi)法》的有關(guān)規(guī)定及工程建設(shè)對編制地震動參數(shù)區(qū)劃圖的需求制定的。本標(biāo)準(zhǔn)吸收了我國近10年來新增的、大量的地震區(qū)劃基礎(chǔ)資料及其綜合研究的最新成果,該標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌,采用了國際上最新的編圖方法,較《中國地震烈度區(qū)劃圖(1990)》更能準(zhǔn)確地反映地震動的物理效應(yīng),更能滿足現(xiàn)代工程對地震區(qū)劃的需求。該圖由《中國地震峰值加速度區(qū)劃圖》(1:400萬)、《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》(1:400萬)和《地震動反應(yīng)譜特征周期調(diào)整表》組成,圖上所標(biāo)示的地震動參數(shù)指一般中硬場地條件下,設(shè)防水準(zhǔn)為50年超越概率10%時的峰值加速度和特征周期。
地震動參數(shù)區(qū)劃圖可作為編制社會經(jīng)濟發(fā)展和國土利用規(guī)劃的基礎(chǔ)資料;是新建、擴建、改建一般建設(shè)工程和已建一般建設(shè)工程的抗震鑒定與加固的抗震設(shè)防要求;但抗震設(shè)防要求高于本地震動參數(shù)區(qū)劃圖抗震設(shè)防要求的重大工程、可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的工程,核電站和其它有特殊要求的核設(shè)施建設(shè)工程,位于地震動參數(shù)區(qū)劃分界線附近的新建、擴建、改建建設(shè)工程;某些地震研究程度和資料詳細程度較差的邊遠地區(qū);位于復(fù)雜工程地質(zhì)條件區(qū)域的大城市、大型廠礦企業(yè)、長距離生命線工程以及新建開發(fā)區(qū)等,不應(yīng)直接采用本標(biāo)準(zhǔn),需做專門研究。
作用
抗震設(shè)計驗算直接采用本標(biāo)準(zhǔn)提供的地震動參數(shù)
當(dāng)涉及地基處理、構(gòu)造措施或其他防震減災(zāi)措施時,地震基本烈度數(shù)值可由本標(biāo)準(zhǔn)查取地震動峰值加速度并按表D1確定,也可根據(jù)需要做更細致的劃分
適用范圍
適用于新建、改建、擴建一般建設(shè)工程抗震設(shè)防
編制社會經(jīng)濟發(fā)展和國土利用規(guī)劃
編制防震減災(zāi)規(guī)劃
已建一般建設(shè)工程的抗震鑒定和加固
參考資料
福建省地震局 http://www.fjea..govcn/dzj/Newsview.asp?id=450
?中國綠城網(wǎng) http://www.nanning.gov.cn/n722103/n722150/n723036/n724058/n743545/1230944.html
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