前段时间分享了一个用于GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数计算的免费小程序,收到了很多网友的反馈。许多网友对部分地震动参数的计算过程存在一些疑问,比如,非Ⅱ类场地的地震动加速度峰值计算、非Ⅱ类场地不同地震动水平下地震动峰值加速度的关系等。这里对GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数的计算过程做一个整理,并通过一个简单实例介绍具体的地震动参数计算过程。

  • 关于GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》

GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》是GB 18306-2001的修订版。GB 18306中的“两图”(中国地震动峰值加速度区划图 和 中国地震动加速度反应谱特征周期区划图)是确定抗震设防要求的核心技术要素。GB 18306-2015对“两图”进行了修订,并给出了相应地震动参数的确定方法(双参数调整)。双参数调整指的是根据场地条件和地震动水平同时调整峰值加速度和反应谱特征周期这两个参数,和以前GB 18306-2001仅调整反应谱特征周期的做法不一样。

  • GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》参数确定步骤

这里的地震动参数包括:地震动峰值加速度;地震动加速度反应谱特征周期;地震动加速度反应谱平台值

(1)地震动峰值加速度的确定

a. 确定Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度分区值(规范第6.1 条,附录A或附录C

b. 确定Ⅱ类场地各级地震动水平对应的峰值加速度(规范第6.2

其中,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。注意,这条针对类场各级地震动峰值加速度的计算而设定的,对于其他类场地地震动的峰值加速度,则按(c)来确定。(PS.这点很容易理解错

c. 确定各类场地、各级地震动对应的峰值加速度(规范第8.1条,附录E)(PS.这条很容易理解错

E

表E.1应该如图中的红色箭头一样,按行来看。当按(2)计算出Ⅱ类场的地震动峰值加速度后,按蓝色箭头查找加速度值所在的区间,然后插值获得不同场地的调整系数Fa,最后根据公式(E.1)计算相应场地下的地震动峰值加速度。

比如,当Ⅱ类场的地震动峰值加速度amax=0.175g时,Ⅲ类场地的调整系数Fa=0.5×(1.15+1.0) = 1.075,则相应的Ⅲ类场地的地震动峰值加速度amax=0.175g×1.075 = 0.1881g。

(2)地震动加速度反应谱特征周期的确定

a. 确定Ⅱ类场地基本地震加速度反应谱特征周期分区值(规范第7.1条,附录A或附录C

b. 确定各类场地基本地震加速度反应谱特征周期(规范第8.2条,表1

table1

c. 确定各类场地、各级地震动的加速度反应谱特征周期(规范第7.2

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。规范没有给出极罕遇地震的特征周期取值建议。( PS.这个规定和场地类型无关 )

总体来说,地震动加速度反应谱特征周期的确定地震动峰值加速度的确定 简单。

(3)地震动加速度反应谱最大值确定

根据规范 附录 F,可以知道,规范中的地震动峰值加速度是按阻尼比 5% 的规准化地震动加速度反应谱最大值的 1/2.5 倍确定。也就是说地震动加速度反应谱的最大值为2.5倍的地震动峰值加速度(地震动加速度放大系数反应谱的平台值为2.5)。

  • GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数计算程序

根据以上过程,即可编制相应的GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数计算程序。

程序可以在这里下载: http://www.jdcui.com/?p=2746

程序界面如下:

GB18306_1

  • 地震动参数确定实例

从前面的介绍可以看见,GB 18306-2015的地震动参数的确定过程较为复杂。以下以广州华南理工大学所在地的地震动参数确定过程为例,说明如何利用程序,执行GB 18306-2015规范的相关规定。

(1)确定Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度分区值(规范 6.1条,附录A或附录C

根据规范GB 18306-2015的表C.19,查得广东省->广州市->天河区->五山街道(华南理工大学所在地)Ⅱ类场的地基本地震动峰值加速度值和基本地震动加速度反应谱特征周期值分别为0.10g0.35s,并在软件的下拉菜单中选择。

Example5_SCUT

(2)填写好缩放系数K1,K2,K3,和地震动加速度反应谱周期增加值,本文填0.05s,地震动反应谱放大系数反应谱平台值取2.5,点击计算即可出来参数的计算结果,并可以将计算结果保存为文本数据。

(3)由于 地震动峰值加速度的确定 过程比较容易出错。以下对相关计算结果进行解释。

Results

如图中 蓝色 为Ⅱ类场地的基本地震动峰值加速度值,为输入值0.1g。

如图中 红色 为Ⅱ类场地的多遇地震动峰值加速度值,其值为0.1g*0.3333 = 0.0333g,其中0.3333为输入的系数K3。

如图中 绿色 为I1类场地的多遇地震动峰值加速度值。根据表E.1,由Ⅱ类场地的多遇地震动峰值加速度值为0.0333g可知,Fa = 0.80。则相应的地震动加速度值为0.80*0.0333 = 0.0267g。(PS. 注意,这里Fa不是0.82,这条很多网友都有问我,比较很容易理解错。

ExampleFa

  • 小结

GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》给出的是地震动参数(地震动峰值加速、地震动特征周期、地震动加速度放大系数反应谱的平台值的取值)的取值,且与反应谱相关的参数实际上是以5%阻尼比为基础的,规范没有给出具体的反映谱的形式,对于其他阻尼比如何调整还得看相关规范如何规定。

如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。

  • 参考文献

[1] 全国地震标准化技术委员会. GB 18306-2015 中国地震动参数区划图[S]. 北京: 中国标准出版社, 2015.

  • 相关博文

[1] [Tool]GB18306-2015《地震动参数区划图》地震动参数计算

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13 Comments

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  1. [Tool]GB18306-2015《地震动参数区划图》地震动参数计算 | 崔济东的博客 - JiDong Cui's Blog says:

    […] [1] GB18306-2015地震动参数确定步骤与实例 ( PS.关于 GB 18306-2015 地震动参数的详细计算方法 及 该软件的使用 请看这个博文  ) […]

  2. langwing says:

    在您所给出的实例中,二类场地地震峰值加速度0.1g,那么绿框中数值0.0267为11类场地多遇地震动峰值加速度值,此处是否应该为0.82*0.0333=0.0273,为何要按表中小于等于0.05g、11类场地的调整系数0.80取值?

  3. CJD says:

    @langwing  请认真看(1),红色框的数值为0.0333g<0.05g,根据表 E.1,可以知道Fa = 0.8,不是0.82

  4. YDL says:

    常来看看,受益匪浅。

  5. 宋杨 says:

    你的计算表格,0.05g以上的Fa取值都按照1.3了没事,是不是不对啊?

  6. 宋杨 says:

    你的计算表格,0.05g以上的Fa取值都按照1.3取值,是不是不对啊?求解惑,谢谢

  7. 宋杨 says:

    你那个没问题,我现在明白了。不好意思

  8. CJD says:

    @宋杨  好的

  9. 123 says:

    这个理解,我认为是不对的,6度以上设防区,不应该按照1/3以后的峰值加速度来调整场地类别Fa,如7°三类场地,应该是这样的步骤,①0.1/3*2.5=0.083333,②三类场地Fa=1.25,故7°三类场地的αmax=1.25*0.08333=0.1041667.

  10. 设计基本地震加速度与水平地震影响系数最大值 | 崔济东的博客 - JiDong Cui's Blog says:

    […] (1)以上讨论主要是基于 GB 50011-2010建筑抗震设计规范 2010 版本进行讨论,目前抗震规范该规范已经出了 2010年版,其中一个主要的更新就是依据新的区划图GB 1806-2015《地震动区划图》对地震动参数进行了调整,如动力系数最大值βmax 应该是从2.25提高至2.50(PS.GB 1806-2015是提高了,这点可以参阅之前的博文《[Tool]GB18306-2015《地震动参数区划图》地震动参数计算》和博文《GB18306-2015地震动参数确定步骤与实例》,这两个博文对GB 18306-2015地震动参数的计算做了较为详细的说明,并编写了程序,感兴趣的网友可以去看看。由于目前手头上还没有2016版抗规,所以不知道抗规有没提高),若有所调整,相应的水平地震系数也会跟着调整。但本文上述思路和概念应该是没有问题的。 […]

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