中国与孟加拉国抗震设计地震加速度转换的探讨

戚玉红，冯百全，刘长殿，魏龙

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津300222）

0 引言

孟加拉国某码头工程项目在勘察设计中采用中国标准，建设场地的抗震设计地震加速度的确定是勘察设计必须解决的一个重要的问题，在项目实施中笔者发现孟加拉国标准提供的地震加速度与中国标准在概念与定义上都存在差异，不能直接采用，需要进行一定的转换才可应用于工程。黄丹[1]、肖雄丙等[2]、任广杰等[3]对中外相关技术标准做了对比研究，进行了有益的探讨，本文主要是对中国与孟加拉国抗震设计地震加速度如何换算进行探讨。

1 中国标准地震加速度的确定

1.1 抗震设防的3个水准烈度

第一水准烈度即多遇地震烈度，对应50 a内超越概率为63%的地震加速度，重现期为50 a；第二水准烈度即基本地震烈度，对应50 a内超越概率为10%的地震加速度，相当于现行中国地震动参数区划图规定的地震烈度，重现期为475 a；第三水准烈度即罕遇地震烈度，对应50 a内超越概率为2%的地震加速度，重现期为2 475 a[4]。

1.2 地震加速度的确定方法

中国抗震设计确定地震加速度有两种方法，即规范法[5-6]和专门地震安全性评价法[7-8]，前者是依据相关的抗震设计规范或国家地震烈度区划图确定设计基本地震加速度，然后通过建筑场地类别调整得到设计地震加速度；后者可以提供实际建筑场地的设计地震加速度。本文只对前者进行讨论，确定抗震设计地震加速度按如下步骤进行。

第1步，首先进行场地类别的划分，根据文献[5]的规定，建筑场地类别划分见表1。

表1 建筑场地类别判别表Table 1 Site classification for construction

第2步，确定Ⅱ类场地地震动峰值加速度，按文献[6]附录A确定基本地震动峰值加速度。

第3步，地震动峰值加速度按实际场地类别进行调整，Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ类场地地震动峰值加速度调整可根据文献[6]的附录E进行。

2 孟加拉国标准地震加速度的确定

2.1 孟加拉国标准对场地类别的划分

孟加拉国建筑规范[9]将场地类别划分为SA—SE等5个类别以及S1、S2两个特殊类别，见表2。

表2 孟加拉国场地类别判别表Table 2 Bangladesh site classification

2.2 孟加拉国标准对地震加速度的规定

孟加拉国建筑规范给出了该国地震区划图，区划图按最大考虑地震动（50 a超越概率为2%所对应的地震）将全国分为4个不同的地震分区，给出了4个分区的边界，每个区内有1个地震分区系数Z，Z表示SA类场地条件下最大考虑地震峰值加速度。该规范还规定，设计基本地震加速度取最大考虑地震加速度的2/3。

3 中国与孟加拉国地震加速度确定方法的异同分析

3.1 场地类别划分

对比表1和表2，孟加拉国标准中SA类场地剪切波速大于800 m/s，与中国标准的Ⅰ0类场地基本对应；但其他各类别场地的剪切波速以及覆盖土层描述均不能与中国标准很好地对应。

3.2 地震加速度确定

中国标准给出了Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度、抗震设防烈度。而孟加拉国标准中给出了SA类场地最大考虑地震加速度，该加速度近似于中国标准Ⅰ0类场地罕遇地震峰值加速度。

4 中国和孟加拉国抗震设计地震加速度的换算

4.1 场地类别的换算

中国标准规定了地震动峰值加速度由Ⅱ类场地向其它场地类别调整的系数Fa，据此可以由Ⅰ0类场地罕遇地震动峰值加速度反推Ⅱ类场地罕遇地震动峰值加速度，根据文献[6]附录E得出式（1）：

式中：αmax（Ⅱ，50，2%）为Ⅱ类场地罕遇地震动峰值加速度值；αmax（Ⅰ0，50，2%）为Ⅰ0类场地罕遇地震动峰值加速度值；Fa为场地地震动峰值加速度调整系数，按文献[6]附录E取值。

当将孟加拉国标准SA类场地最大考虑地震加速度值作为中国标准Ⅰ0类场地罕遇地震峰值加速度值时，可以得出式（2）：

式中：αmax（SA，50，2%）为孟标中SA类场地最大考虑地震加速度。

4.2 重现期的换算

中国标准规定，罕遇地震动峰值加速度以基本地震动加速度为基准确定，据此可以由Ⅱ类场地罕遇地震动峰值加速度反推基本地震动峰值加速度，得出式（3）：

式中：αmax（Ⅱ，50，10%）为Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度值。

将式（2）代入式（3）得出式（4）：

式中：K为Ⅱ类场地罕遇地震动峰值加速度与基本地震动峰值加速度的比值，其取值见表3。文献[5]中，基本地震动峰值加速度值低时K取高值，基本地震动峰值加速度值高时K取低值；文献[6]只给出了K的取值范围；本文结合二者取值特点并基于安全角度考虑给出了综合推荐值。

表3 K的取值Table 3 The value of K

4.3 换算结果及应用实例

将孟加拉国4个地震分区的最大考虑地震加速度αmax（SA，50，2%）=0.12g、0.20g、0.28g、0.36g分别按式（4）进行转换计算；Fa按Ⅰ0类场地不同基本地震动峰值加速度调整系数值分别试算；K按表3中综合推荐值分别进行试算。当Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度值αmax（Ⅱ，50，10%）的试算值与对应于Fa和K的设计基本地震加速度分区值符合文献[6]附录F规定时，该试算值即为Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度值αmax（Ⅱ，50，10%）的换算结果。换算结果汇总见表4。

表4 孟加拉国地震分区与中国地震加速度分区的对应关系Table 4 Correspondence between seismic zonation in Bangladesh and seismic acceleration zonation in China

当K按文献[5]取值时，Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度换算结果会有细微差别，但不会影响对应于中国标准的地震分区。

孟加拉国某码头工程项目在勘察设计中采用中国标准，工程场地位于Z3区，按表4的计算结果确定场地基本地震动峰值加速度取值为0.178g，即为设计基本地震加速度取值。这一取值通过了建设方委托的国外咨询公司的审查，获得了建设方的确认。

5 结语

1）孟加拉国标准中场地类别划分上只有SA类场地能与中国标准的Ⅰ0类场地基本对应，这是中孟标准地震加速度换算的前提。

2）根据中国标准，对场地地震动峰值加速度进行场地类别和重现期的换算，中孟标准之间实现了地震加速度转换。结果表明，孟加拉国标准中地震分区Z1（0.12g）、Z2（0.20g）、Z3（0.28g）和Z4（0.36g）分别对应于中国标准的6度（0.05g）、7度（0.10g）、7度（0.15g）和8度（0.20g）。

3）这种转换只是近似对比换算，换算得到的地震加速度值可以适用于一般性建筑工程，有特殊要求的建筑工程需要按有关中国标准要求进行专门地震安全性评价工作，从而确定抗震设计地震加速度。