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印尼抗震规范和中国抗震规范地震动参数的对比分析及转换应用
摘要:对比分析了印尼和中国抗震规范在抗震设防基准、场地类别、地震动参数等方面的区别和联系,并在实际项目中灵活转换应用。
关键词:地震动参数 场地类别 转换 应用
印尼是个地震频发的国家,抗震对于项目的建设来说至关重要。可印尼抗震规范和中国抗震规范在地震动参数的定义和使用上有所不同,这就要求国内勘察设计人员应了解和掌握这两者的概念和关系,并在实际项目中灵活转换应用。
本文就抗震设防基准、场地类别、地震动参数等方面对印尼抗震规范和中国抗震规范进行了对比分析,并在实际中转换应用。
一、抗震设防基准
中国地震动参数区划图(GB 18306-2015)中明确给出基本地震动、多遇地震动、罕遇地震动、极罕遇地震动的概念,分别为相应于50年超越概率周期10%、63%、2%、10-4的地震动。规范中在基本地震动(50年超越概率周期10%,重现期475年)的基础上确定了各地震动参数。
印尼抗震规范(SNI-1726-2012)中的地震动参数是在最大考虑地震MCE的基础上确定的,即50 年超越概率 2%(重现期 2500 年)的地震动参数。
根据中国和印尼抗震设防基准的定义,可以看出印尼抗震设防基准和中国罕遇地震动设防对应。
二、场地类别
中国地震动参数区划图(GB 18306-2015)中场地类别分为Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五类场地。印尼抗震规范(SNI-1726-2012)中场地类别分为SA、SB、SC、SD、SE、SF五类场地。根据场地类别的定义,印尼的SB类场地和中国的Ⅰ1类场地所对应。
三、地震动参数
1、中国地震动参数区划图(GB 18306-2015)中,表征抗震设防要求的地震动物理参数,包括地震动峰值加速度和地震动加速度反应谱特征周期等。
1.1、地震动峰值加速度
Ⅱ类场基本地震动峰值加速度的确定根据中国地震动参数区划图(GB 18306-2015)附图A.1或查表获取。
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;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;极罕遇地震动峰值加速度宜按基本地震动峰值加速度2.7~3.2倍确定。
1.2、地震动加速度反应谱特征周期
Ⅱ类场地基本地震动加速度反应谱特征周期按附图B.1或查表获取。
多遇地震动加速度反应谱特征周期可按基本地震动加速度反应谱特征周期进行取值;罕遇地震动加速度反应谱特征周期应大于基本地震动加速度反应谱特征周期,增加值宜不低于0.05s。
2、印尼抗震规范中,地震动参数包括SS、S1 ,SS为MCE短周期反应谱加速度参数,S1为MCE 1秒周期反应谱加速度参数。
2.1、SB类场地的SS和S1为50年超越概率2%,也就是2500年重现期的反应谱加速度。
2.2、为了确定地面MCER地震加速度的反应谱,需要0.2秒和1秒的地震放大系数。放大系数包括短期振动F a的加速度相关放大系数和代表1秒振动F v的加速度相关放大系数。短周期(SMS)和1秒周期(SM1)的加速度反应谱参数应根据以下公式确定,以适应场地分类的影响:SMS=FaSS ;SM1=FvS1 。
2.3、印尼规范中特征周期Ts的计算公式如下:
Ts=SD1/SDS ;SD1=(2/3)SM1 ;SDS=(2/3)SMS
2.4、SB类场地MCE峰值加速度值PGA在印尼规范附图“Gambar 11 - PGA, Gempa maksimum yang dipertimbangkan rata-rata geometrik (MCEG), kelas situsSB”中可直接获取。
受场地分类影响的MCE峰值地面加速度根据公式(PGAM=FPGAPGA)计算获取。
四、地震动参数的转换应用
比如某印尼码头建设项目,根据《建筑和非建筑结构的抗震计划规程》SNI-1726-2012中“Gambar 9”和“Gambar 10”,“Gambar 11” 场区SB类场地SS=1.2g,S1=0. 5g,PGA=0.5g。根据SNI-1726-2012相关规定,该项目场区属于SE类场地,按相关公式及特征周期TS的概念计算得出该场区TS=0.9s。
根据《中国地震动参数区划图》GB 18306-2015,2500年重现期(50年超越概率2%)的地面峰值加速度为475年重现期(50年超越概率10%)地面峰值加速度的1.6倍~2.3倍。印度IS 1893标准规定最大考虑地震(MCE)为50年超越概率2%,也就是2500年重现期的地震动。设计基准地震(DBE)为50年超越概率10%,也就是475年重现期的地震动。同一场地,MCE地震区系数是DBE地震区系数的2倍。美国标准2500年重现期(50年超越概率2%)的地面峰值加速度为475年重现期(50年超越概率10%)地面峰值加速度的1.5倍~5.0倍。经综合对比及偏安全考虑,印尼标准2500年重现期地面峰值加速度取475年重现期地面峰值加速度的1.5倍。 则该场区SB类场地475年重现期的地面水平峰值加速度PGA=0.5g/1.5=0.333g。
印尼标准SNI-1726-2012中SB类场地基本与中国标准GB 50011-2010中Ⅰ1场地对应,而《中国地震动参数区划图》GB 18306-2015的地震动参数为(Ⅱ类场地)上50年设计基准期超越概率10%,也就是重现期为475年的设计基本地震加速度(地面峰值加速度)。根据《中国地震动参数区划图》GB 18306-2015附录E中表E.1对I1场地地震动峰值加速PGA进行转换调整。
将I1(SB类场)转换至Ⅱ类场地,其PGA =0.333g/0.95=0.35g。根据《中国地震动参数区划图》GB 18306-2015附录G中表G.1,本区对应中国标准地震烈度为8度。
综上,该区对应中国标准,地震烈度为8度,Ⅱ类场地地震动峰值加速值PGA =0.35g, 按印标SNI-1726-2012计算其特征周期TS=0.9s。
参考文献
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