GB50011—2010《建筑抗震设防规范》对天津地区建筑抗震设计的影响

□文/王跃磊 鲁航线

□鲁航线/天津市市政工程设计研究院。

GB50011—2010《建筑抗震设防规范》对天津地区建筑
抗震设计的影响

□文/王跃磊 鲁航线

GB50011—2010《建筑抗震设防规范》对天津的抗震设防分组做了较大调整，对天津地区的建筑抗震设防有较大的影响，本文对该问题进行探讨。

建筑抗震；设防规范；设计地震分组；设防烈度

1 抗震规范的比较

国家住房和城乡建设部颁布GB50011—2010《建筑抗震设防规范》对全国各地区抗震设防烈度、设计地震分组做了调整。

针对天津地区，原抗震规范（GB50011—2001）中，汉沽、宁河设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组；除汉沽、大港外的12个市辖区、蓟县、宝坻、静海抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组第一组；大港设防烈度7度，设计基本地震加速度0.10g，设计地震分组为第一组。

GB50011—2010中，汉沽、宁河抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度0.20g，设计地震分组第一组；和平、河东、河西、南开、河北、红桥、塘沽、东丽、西青、津南、北辰、武清、宝坻、静海、蓟县抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.15g，设计地震分组第二组；大港抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.10g，设计地震分组第二组。

可以看出，GB50011—2010中，天津各地区设防烈度和设计基本地震加速度都没有变化，而设计地震分组都有了变化，除汉沽、宁河外，都由第一组变为第二组。设计地震分组的变化，对天津地区的抗震设防带来一定影响。

由表1可知，设计地震分组的变化将直接影响到场地的特征周期。而场地特征周期的变化，将直接影响到地震影响系数。

表1 场地特征周期 s

2 对地震作用的影响

常用的地震作用计算方法有2种，即振型分解反应谱法和底部剪力法。

采用振型分解反应谱法时，结构j振型i质点的水平地震作用标准值为

式中：Fji——j振型i质点的水平地震作用标准值；

αj——相应于j振型结构自振周期的地震影响系数；

Xji——j振型i质点的水平相对位移；

γj——j振型的参与系数；

Gi——i质点的重力荷载代表值。

采用底部剪力法时，结构总的水平地震作用为

式中：FkE——结构总的水平地震作用标准值；

α1——相应于结构基本自振周期的地震影响系数。

Geq——结构等效总重力荷载。

由式（1）和式（2）可以看出，结构的水平地震作用与结构的地震影响系数成正比。地震影响系数曲线见图1。

图1中：αmax——地震影响系数最大值；

η1——直线下降段的下降斜率调整系数；

γ——衰减指数；

Tg——场地特征周期；

η2——阻尼调整系数；

T——结构自振周期。

式中：ξ——结构的阻尼比。

由表1可知，各类场地土特征周期Tg的值为0.20～0.90。对于一般的多高层建筑，结构的自振周期也基本上位于这个区间，相应的地震影响系数为

由式（4）可以看出，地震影响系数α与场地特征周期Tg成正相关关系，即地震影响系数随着场地特征周期的增大而增大。

对天津地区和平、河东、河西、南开、河北、红桥、塘沽、东丽、西青、津南、北辰、武清、宝坻、静海、蓟县等地，GB50011—2010中设计地震分组由第一组变为第二组，对于各类场地第二组的场地特征周期均比第一组的大，进而地震作用也会变大。

3 算例

工程为天津东丽区某污水处理厂的总变电间。该变电间为3层框架结构（含局部1层电缆夹层），结构长46.8m，宽15.9m，高13.8m。根据地质勘察报告，场地土为Ⅲ类土。结构轴见图2。

在通用结构设计软件PKPM中，分别以设计地震分组第一组和第二组对该结构进行分析，分析结果见图3和图4。

由图3和图4可以看出，在X向水平地震作用下，设计地震第二组的地震作用要比第一组大。

查看PKPM结果文件发现，结构的第一阵型为X向的平动，周期为0.79s，第二振型为Y向平动，周期为0.68s。由表1可知，第一组对应的场地土特征周期0.45s，第二组对应的场地土特征周期为0.55s。对于X方向的地震作用，无论是第一组还是第二组，结构的自振周期都位于Tg和5Tg之间。而在这个区间，地震影响系数随着特征周期的增大而变大，那么第二组的地震力和地震位移均比第一组大是正常的。

4 结语

GB50011—2010将天津设防分组做了较大调整，对于大部分多高层建筑结构，这一调整将增大地震作用，因此在以后的抗震设计中应特别注意。

[1]GB50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[2]GB50011—2001，建筑抗震设计规范[S].

TU352.1

C

1008-3197（2011）02-15-02

2011-01-20

王跃磊/男，1984年出生，助理工程师，硕士，天津市市政工程设计研究院，从事结构设计工作。

□鲁航线/天津市市政工程设计研究院。