中美抗震规范的比较与转换文档格式.docx

1、Eurocodes PrEN1998（目前世界上真正总 义上的按性能设计的 规范PBSD（performancebased seismic design）历年版本TJ 11-74TJ 11-78GBJ 11-89GB50011-2001ASCE-88ASCE-93ASCE-95ASCE7-98ASCE7-02/05ASCE7-2010IBC-2000IBC-2003IBC-2006配套规范GB 50223-2008建筑工程抗 震设防分类标 准:;GB18306-2001中国地震动 参数区划图适用区域全中国全美国美国的东北部美国的东南部美国的西部2010年后（全欧洲）出版机构住建部美国土木工程师

2、学会国际建筑公务员 委员会和法规管 理机构（B0CA）国际南方建筑法 规委员会国际建筑公务员 委员会国际规范委员会欧洲标准委员会I疔卷第一部分地震规范基本概念介绍标准 类别GB5OO11IBC/ASCE7甲类使用经批准的地震 安全性评价的结果 且高于木地区的设 防烈度重要设施1.25IV1.500乙类不变危险设施III丙类特殊建构筑物1.00II丁类标准建构筑物I其它结构物*结论：对于石油化工装置直立设备，在抗震设计 时，如采用中国规范，按标准设防类（丙类考虑） ；如采用美国规范（无论是UBC，IBC还是ASCE7） ,重要性系数都取1.00 o*建（构）筑物所在场地的土层软硬程度和覆盖层厚度

3、，对 判定场地土类型具有决定性的影响，从而导致建（构）筑物 对同一地震烈度下的地震响应有较大差别（不同场地土类别 具有不同的特征周期）。GB50011根据土层等效剪切波速 和场地覆盖层厚度根据等效剪切波速、平 均标准贯入系数以及平 均不排水抗剪强度根据等效剪切波速、平均标准贯入系数以及平均 不排水抗剪强度I。岩石、坚硬土或软Sa硬基岩A1|岩右Sb基岩B中硬土Sc致密土层或软 基岩C致密土层或软基岩中软土Sd坚硬土层D软弱土Se一般土壤ESf在地震作用下 存在潜在危险 的土壤，需专门测定F在地震作用下存在潜在危险的土壤，需专门 测定篷r第部分地震规范基本概念介绍（1）中美规范中场地土类别的大致

4、对应关系可见 下表，方便在地震参数转换时予以考虑；（2） ASCE7中指岀“如果场地的土壤特性具体信息不充分，在不能确定场地的级别情况下，都可划分为D类”规范名称3场地土类别大致对附关系（土层等效剪切波速用/$）心GE50011V01Z1, Ii （ 500 IR-（250“ 500）心IIK-（150i 250）債IV （i; 15002SgP760 V. 1500Sc （C） 4500 603sc （C）卩360 v, 500卍Sd（D）卩2501 360SD2?）卩180 250（*）卩180*结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承 载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的

5、变形 能力，即为延性。延性指当地震迫使结构发生较大的非线 性变形时，结构仍能维持其初始强度的能力，是结构超过 弹性阶段的变形能力，它是结构抗震能力强弱的标志。延性系数也可理解为地震力降低系数。我国规范规定把设 防烈度地震作用降低约3 （精确值为2. 86）倍来进行承载 力设计，即设防烈度地震作用反应谱除以地震承载力降低 系数3,而得到设计所用的反应谱。（1）中国规范没有延性等级的划分，对于所有的结构，折 减系数（延性系数）都为2. 86；（2）美国规范中对于不同的的结构具有不同延性等级，即 折减系数（延性系数）不同，对于石油化工钢制直立设 备：UBC中R=2. 9, IBC/ASCE7 中R二

6、3. 0。昶鼠第一部分地震规范基本概念介绍*超越概率：在一定时期内（例如50年），工程场地可能 遭遇大于或等于给定的地震烈度值或地震动参数值的概率重现期为，年发生概率4 ,在年限加，发生地震烈 度超过给定地震烈度的概率p = i_e-”由上式可得到：二-話可GB设防目标采用“三水准设防目标, 两阶段设计步骤”的抗 震设计思想。三水准设 防目标即所谓的“小震（多遇地震）不坏，中 震（基本烈度地震）可 修，大震（罕遇地震） 不倒”仅采用单一的设防水准 抗震设计的目的主要是 避免主结构破坏和人员 伤亡，并不限制损坏或 维护功能丧失程度。采用两水准设防思想。 抗震目标：“为设计、 建造抗震建筑物提供最

7、 低标准”。“每个结构 和结构部分，包括永远 附在结构上的非结构组 件、结构支撐物和附属 结构都要设计并建为可 抵抗满足ASCE7要求的 地震移动产生的效应” 0.10g, 0.15g, 0. 20g, 0. 30g和N040g 抗震 设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系如表所示设防烈度为5度（加速度V - 0. 05g的为抗震不设防区。表3.2.2抗離设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系抗靂设防烈度6789设计基本地震加速度值0.05g0- 10（0. 15）g0. 20（0. 30）g0. 40g注：g为重力加速度。UBC：UBC中将地震分区（类似中国规范中抗震设防烈度），且分为（

8、0）、1、 2A、2B、3、4区，见下表。每个分区对应一地震分区系数Z, Z实际上可 理解为地震加速度的峰值。TABLE 164-SEISMIC ZONE FACTOR IZONE12A2B34z0.0750.150.200.30i.40NOTE: The zone shall be determined from the ieismic zone map in Figure 16-2.ASCE7/IBC：对于地震设计类别根据建筑物风险类别以及该建筑物所处地的设计地震 下加速度反应谱值Sa Sds，分为a、b、c、d、e、F五类。蟲峯第一部分地震规范基本概念介绍W地屣烈度（地扇区）（1）根据地

9、震加速度值，GB中的设防烈度与UBC中的地震分区有如下基本对应关系，但不是绝对地能对应。设计基本地震加 速度值0. 05g0. 075g0. 10g0. 15g0.20g0. 30g6度6. 5度7度7度强8度8度强9度（2） UBC地震分区与IBC地震类别的对应关系UBC97地震分区0, 12A, 2B3, 4IBC/ASCE7地震类别A, BD, E, F1-第一部分地震规范基本概念介绍4地攏动参数区砺7触劳区图）*地震动一一建筑抗震设计规范疑问解答中对地震动的解释:地離时从離源发出的儼动，以地茂波的方式向各个方向传播，在地面引起一种很不规则的复杂的运动，既有水平分屋也有竖向分IL 一般有

10、三个阶驗开始由小逐渐増大，随后在最大值附近持续-段时间，然后逐渐袞猱这种运动对房屋建筑产生什么样的破坏作用?也是一个十分复杂的问感设计上称为塔地震动3包括各个方向的加速度、速度和位移&中国规范与美国ASCE7/IBC都提供了地震动的参数区划图，只有提供 这些参数，才能依此绘制出用来进行抗震设计的反应谱曲线或地震影 响系数曲线。* GB中国地震动参数区划图GB18306-2001中给出了两张区划图：中国 地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图。/中国地震动峰值加速度区划图* UBC美国UBC规范中没有地震动参数区划图，但提供了一张全美国 的地震分区图。/地震分区值得提出的是美国U

11、BC规范以附录的形式给出了美国之外的世界各主 要城市的地震UBC分区* ASCE7/IBCASCE7与IBC的地震动区划图完全一样。一 ASCE7中的22章详细描述了此规范用到的地震动区划图。区划图由美国地质调查局USGS （United States Geological Survey） 建设地震安全委员会抗震设计过程评估组以及美国土木工程师学会地震分委员会共同完成。“图22-广22-6为最大考虑地震动参数和的区划图；-5EJ/图22-1222-16为长周期过渡周期的区划图；“图22-722-11为B类场地土的最大考虑地震地面运动加速度峰值区划图（单位g/100） o美国本土可从软件上查询。

12、或者从美国地质调查局网站在线查询:http:/earthquake usgs gov/hazards/apps/gis/ 美国之外的国家或其联邦（海外）领地的地震动参数:httds :/Reohazards uses gov/secure/designmaps/w/application php* GB地震影响系数最大值匕吨max建（构）物最大加速度绝对值和重力加速度的比值。考虑建（构） 物动力放大系数，建（构）物的最大加速度绝对值生 ，|比h为最大地面动加速度。因此,a 中国规范中：/ax =225地熹地面运动塩值加逾厦设防烈厦 多遇她霹18破 Co.ig）357JK （o 15g）558度

13、（0. 2g）708度（O3Q110140中奚50100L50200300400罕遇地熏1OO2203104G0510620水平地靈歉响系数最大值多遇地蕊0. 040. 080.120.160. 240.32中雳0.110. 230.340.450. 680.9G罕遇地察fl. 500.720.9-01.20L.40GB中的反应谱曲线是以结构的阻尼比为5%, =2.25建立的，我们称 之为标准反应谱（对于某一给定的设计基本地震加速度，共有12条标 准反应谱曲线）。反应谱曲线分为上升段、平台段、指数下降段和直 线下降段。对于阻尼比不等于5%的结构，对反应谱进行调整。5.1.5地震影响系数曲线Q地

14、震影响系数；Qmax地震影响系数最大值； 7-直线下降段的下降斜率调整系数,衰减指数,* UBCC = 2.5C“（36JNO-JLa:UJ-JIJJo0JX.LOLLJdsFIGURE 1-3DESIGN RESPONSE SPECTRA1.5QT + Ca,0T7，哄TTv* ASCE7/IBC耳反应谱1秒处B类土，租尼比为5%的最大考虑地震下加速度反应谱值心S.反应谱02秒短:周期）处B类土，阻尼比为5%的最大考虑地震下加速度反应谱值“U甩=恥尽 丹与场地土类别有关的系数S织反应谱1秒处B类土，阻尼比为5%的设计地震下加速度反应谱值心5良一一反应谱0二秒（短周期）处E类土，阻尼比为5%的

15、设计地震下加速度反应谱值心J.0Krixl, T FIGURE 1L4-1 Design Response Spectrum221222162兔=0_2字，亠=二，心长周期过渡周期，以区划图的形式给出（*结论（B建立反应谱的基准一样，阻尼比5%,对于石油化工直立设备，按 JB/T4710-2005 一阶振型的阻尼比为1%3%。（2）反应谱曲线的形状基本一样* GB GB50011中对于结构抗震计算的方法有：静态计算方法地震作用计算方法底部剪力法 push-over 振型分解反应谱法 动态计算方法弹性时程分析法 弹塑性时程分析法乓=士切肿鸥=aXkmkg = a 丫如mkg振型分解反应谱法总水平

16、地震力k= k= k= k=lFEk = axGeq底部剪力法总水平地震力地攏作用设计方法结构地震作用计算方法有：静态侧向力计算法和动态侧向力计算法。静态侧向力计算法基底总水平地震力计算公式：v = LwRT* IBC/ASCE7静态算法（等效侧力法，按12.8）和动态算 法（模态分析法，按12.9；线性时程响应法，按16. 1；非线性时程响应V = CSW法，按 16.2） o静态算法基底总地震剪力公式:（1）当都采用静态算法中的底部剪力法时，GB, UBC, IBC/ASCE7规范具 有可比较性；（2）石油化工直立设备的抗震设计采用的动态算法中的振型分解反应谱 法（JB/T4710）,中美

17、规范如何比较？第二部分地震参数转换为什么要转换整体引进基础设计的国内项目要求国内项目中引进设备的抗震验算要求/涉外工程的要求割程第二部分地震参数转换 基本假设 L 亠霽设对于石油化工装置直立设备，都按规范静态算法中的底部剪力法进 行抗震设计（与JB/T4710-2005考虑不同）；且对于直立设备这样的多 质点体系，规范的重力载荷如G绍w ,都以设备的操作重计入。比=內备GBy二cj w JJBC 比较可知，由于重力载荷都为设备操 RT ，作重，因此要使得两个规范讦算的设备底截面的总水平地震力相当，则必须使得转换后的 c、,i （或a）能够包络住e （或c、,i）RT *转换参数重现期、地震烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组、场地土类别重现期、地震分区、震源类型（类似于GB的地震分组）、震中距、场地土类别*转换示例GB-UBC：以北京为例（GB50011上的参数：抗震设防烈度为8度、设计基本地震加速度为02g、设计 地震分组为：第一组、II类场地土（标准场地土）转换后UBC参数为：2B区，场地土类别SdGBJBC/ASCE7*转换原则设备底截而的总水平地震力作重，因此要使得两个规范计算的设备底截面的总水平地震力相当，则必须使得转换后的 （或a）能够包络住e（或）（也） 1 （也）重现期、地震烈度、设计基本地震加速