美國ubc規(guī)范之地震荷載介紹對比[1]

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1、美國UBC規(guī)范之地震荷載介紹對比徐松波,徐永倫(合肥水泥研究設(shè)計院,安徽合肥?230051)摘?要:為滿足海外項目工程投標、設(shè)計的需要,對在國外工程招標書中抗震設(shè)計要求條款經(jīng)常引用的美標UBC1997規(guī)范作一介紹。并給出與國標GB50011規(guī)定近似的對比,以方便判斷使用。關(guān)鍵詞:地震;UBC;分區(qū)1引言近年來,各種類型的涉外工程日趨增多,其中EPC項目更是占主要。對于設(shè)計、施工而言,海外建設(shè)項目一般都必須滿足所在國的建設(shè)法規(guī)的最低要求。其中的建構(gòu)筑物抗震設(shè)計要求,美國標準UBC在海外的應(yīng)用具有普遍性。因此,美國《統(tǒng)一建筑規(guī)范》(

2、UBC1997)的相關(guān)要求必須要了解。本文即通過收集、整理相關(guān)的資料,供業(yè)內(nèi)認識參考使用。2UBC1997概述1)?????目標:防止結(jié)構(gòu)重要破壞、人員死亡,而不是限制損傷或保持功能;2)?????設(shè)計要求:當風荷載效應(yīng)大于地震效應(yīng)時仍需遵照抗震的構(gòu)造要求和有關(guān)限制。UBC也有類似國標的分類標準,將建構(gòu)筑物分為重要設(shè)施、危險設(shè)施和特殊使用、一般使用幾類;3)?????地震分區(qū):按設(shè)計基本地震加速度值從大到小分為:1、2A、2B、3和4;4)側(cè)向力計算方法:(a)簡化靜力法——用于一般用途≤3層并采用輕型框架或者≤2層其余結(jié)構(gòu)。(

3、b)靜力法——用于分區(qū)1的結(jié)構(gòu)和分區(qū)2的一般用途結(jié)構(gòu)及其他。(c)動力法——用于高度≥73.2m的結(jié)構(gòu)及其他。3地震作用動力分析法1)美標UBC1997和國標GB50011規(guī)范都是基于50年超越概率為10%的地面運動來確定設(shè)防烈度,亦即是按475年的重現(xiàn)期確定的地震基本烈度;2)僅考慮規(guī)則的多層工業(yè)民用建構(gòu)筑物,并采用兩國規(guī)范各自建議給出的等效地震作用靜力計算法;3)等效剪切波速都采用多層土與勻質(zhì)土在剪切波速傳播時間上等效的方法計算;4)僅考慮常見結(jié)構(gòu)自振周期范圍0.1~3.0s。由于長周期結(jié)構(gòu)對短周期型加速度地面運動的反應(yīng)相對

4、不大,按加速度反應(yīng)譜計算的地震作用隨自振周期增加明顯降低,且大多數(shù)長周期結(jié)構(gòu)如高層建筑等按規(guī)范的要求應(yīng)進行模態(tài)分析或時間歷程響應(yīng)分析,故此處不考慮比較;5)計算考慮5%標準結(jié)構(gòu)阻尼比,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0。4場地土的分類???場地的土層軟硬程度和覆蓋層厚度,對判定場地土類型具有決定性的影響,從而導致建構(gòu)筑物對同一地震烈度下的地震響應(yīng)有較大差別。按GB50011規(guī)范中條文4.1.4確定的規(guī)則計算覆蓋層厚度可變化,而UBC1997則考慮相對固定的覆蓋層厚度30.48m。根據(jù)土層的剪切波速劃分的巖土類型見圖1圖1根據(jù)剪切波速劃分的巖土

5、類型可以看出,UBC1997和國標規(guī)范中對巖土分類的區(qū)別不大,僅是具體數(shù)值的差別,兩種規(guī)范最終的分類定義有局部相互交叉現(xiàn)象。中國規(guī)范的Ⅱ類場地大致相當于美國規(guī)范的C,D類場地。對于場地土的分類需要做進一步的參數(shù)對比分析,此處作為大概的介紹省去。5地震區(qū)域劃分及設(shè)防烈度按GB50011規(guī)范條文3.2.2給出的抗震設(shè)防烈度與設(shè)計基本地震加速度值的對應(yīng)關(guān)系,抗震設(shè)防烈度6度無對應(yīng)的UBC分區(qū),且抗震設(shè)防烈度7和8分別與二個不同的加速度值相對應(yīng)。因為UBC1997的一類區(qū)和我國的6度區(qū)并不相對應(yīng),其相應(yīng)的設(shè)計基本加速度值0.075g比中

6、國的6度區(qū)的0.05g大且比7度區(qū)的0.10g小,為便于比較,人為地將6度區(qū)(0.05g)和7度區(qū)(0.10g)加速度作線性插值得到0.075g,在此處定義為6.5度區(qū)。同樣對7度和8度區(qū),按對應(yīng)的加速度值定義為7度區(qū)/7度強區(qū)和8度區(qū)/8度強區(qū),分別對應(yīng)UBC規(guī)范的地震分區(qū),具體細節(jié)見表1。表1地震烈度、分區(qū)和設(shè)計基本加速度值的對應(yīng)關(guān)系設(shè)計基本地震加速度值0.05g0.075g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40gGB500116度6.5度7度7度強8度8度強9度UBC1997分區(qū)——1——2A2B34另外,在UB

7、C1997規(guī)范中,也列出了中國的主要城市在其標準規(guī)范中的抗震分區(qū),見表2。從表2中的對比可以看出:表1列出的對應(yīng)關(guān)系不是完全一致的,但是大致的強弱趨勢還是趨向一致的。表2美國UBC認為中國城市的抗震分區(qū)及對比位置抗震分區(qū)(UBC)設(shè)防烈度(GB50011)北京48度,0.20g,I組成都37度,0.10g,I組廣州2A7度,0.10g,I組南京2A7度,0.10g,I組青島36度,0.05g,II組上海2A7度,0.10g,I組沈陽47度,0.10g,I組臺灣(全島)48~9度,0.20g~0.40g,I&II組6結(jié)論與建議1)

8、美國UBC地震荷載考慮因素比我國規(guī)范細致一些,計算思路基本一致。2)表1的數(shù)據(jù)對比,僅用作初步、概念性的判斷抗震設(shè)防高低之用,在投標階段或者初步設(shè)計階段作為宏觀的估算依據(jù),不可直接應(yīng)用于實際的設(shè)計中。3)施工圖設(shè)計階段可以利用相關(guān)程序和特定的參數(shù)進行細致的設(shè)計計

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