地震问题中的场地影响及工程应用课件

地震动参数

在工程抗震设计中的使用李小军研究员中国地震局地球物理研究所2011.6重庆地震动参数

在工程抗震设计中的使用1主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求地震安全性评价与规范要求的关系设计地震动参数的确定地震安全性评价结果的使用主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求2主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求地震安全性评价与规范要求的关系设计地震动参数的确定地震安全性评价结果的使用主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求3设计地震动参数

设防概率水平对应的物理量设防概率水平要求地震地质灾害及程度什么是抗震设防要求？设计地震动参数什么是抗震设防要求？4设计地震动参数

设防概率水平要求工程抗震设防要求设计地震动参数工程抗震设防要求5工程抗震设计地震动参数量

特定工程：要求特定的设防地震动参数一般建筑、桥梁：峰值加速度+加速度反应谱超高层建筑、典型储液罐：长周期反应谱(a,v,d)特大跨结构（桥梁等）：长周期反应谱+桥墩相对运动地下管线：相对变形（v）工程抗震设计地震动参数量特定工程：要求特定的设防地震动参数6建筑抗震设计规范地震影响系数：通常所指的设计地震动反应谱地震影响系数最大值：峰值加速度×2.25实际上规定了放大系数反应谱最大值：2.25建筑抗震设计规范地震影响系数：通常所指的设计地震动反应谱7水工建筑物抗震设计规范直接采用：设计地震动反应谱放大系数反应谱最大值：2.00，2.50，2.25水工建筑物抗震设计规范直接采用：设计地震动反应谱8公路桥梁抗震设计细则直接采用：设计地震动反应谱放大系数反应谱最大值：2.25公路桥梁抗震设计细则直接采用：设计地震动反应谱9石油化工钢制设备抗震设计规范与建筑抗震设计规范的一致石油化工钢制设备抗震设计规范与建筑抗震设计规范的一致10油气输送管道线路工程抗震技术规范4.2.1地震安全性评价宜在可行性研究阶段进行，其结果应包括下列内容：1管道沿线场地地震活动性评价；2管道沿线近场区主要断层活动性评价及其对管道的影响；3管道沿线地震动峰值加速度和峰值速度；4重要工程场地的地震动反应谱和时程曲线；5地震地质灾害的类型、程度及其分布。油气输送管道线路工程抗震技术规范4.2.1地震安全性评价11设计地震动参数设防概率水平要求工程抗震设防要求设计地震动参数工程抗震设防要求12建筑抗震设计规范

小震

50年63%中震50年10%大震50年2-3%

设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒工程抗震设防概率水平建筑抗震设计规范工程抗震设防概率水平13公路桥梁抗震设计细则工程抗震设防概率水平50年10%公路桥梁抗震设计细则工程抗震设防概率水平50年10%14水工建筑物抗震设计规范

设防目标：不同超越概率水平下达到不坏或可修的要求工程抗震设防概率水平水工建筑物抗震设计规范工程抗震设防概率水平15石油化工钢制设备抗震设计规范50年10%设防目标：

当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，设备本体不应损坏，与设备本体相连的附属构件可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用

相当于“中震”不坏与可修的要求工程抗震设防概率水平石油化工钢制设备抗震设计规范工程抗震设防概率水平16油气输送管道线路工程抗震技术规范

一般区段管道

50年10%重要区段管道

50年5%大型跨越及埋深小于30m的大型穿越管道

50年2%设防目标：不同超越概率水平下达到不坏的要求工程抗震设防概率水平油气输送管道线路工程抗震技术规范工程抗震设防概率水平17特定工程：要求特定的设防概率水平房屋建筑50、70、100年10%电视、广播发射塔

100年10%、5%地下管线50年10%、5%、2%公路铁路工程、油(气)罐、电力设施50年10%、5%、2.5%水运工程

50年10%、5%水工建筑50年10%、5%、1%、0.5%海洋平台

50年5%核电站

年10-4-----50年0.5%工程抗震设防概率水平特定工程：要求特定的设防概率水平工程抗震设防概率水平18主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求地震安全性评价与规范要求的关系设计地震动参数的确定地震安全性评价结果的使用主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求19中华人民共和国防震减灾法第三十四条国务院地震工作主管部门负责制定全国地震烈度区划图或者地震动参数区划图。国务院地震工作主管部门和省、自治区、直辖市人民政府负责管理地震工作的部门或者机构，负责审定建设工程的地震安全性评价报告，确定抗震设防要求。第三十五条新建、扩建、改建建设工程，应当达到抗震设防要求。

重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程，应当按照国务院有关规定进行地震安全性评价，并按照经审定的地震安全性评价报告所确定的抗震设防要求进行抗震设防。建设工程的地震安全性评价单位应当按照国家有关标准进行地震安全性评价，并对地震安全性评价报告的质量负责。前款规定以外的建设工程，应当按照地震烈度区划图或者地震动参数区划图所确定的抗震设防要求进行抗震设防；对学校、医院等人员密集场所的建设工程，应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计和施工，采取有效措施，增强抗震设防能力。中华人民共和国防震减灾法第三十四条国务院地震20中华人民共和国防震减灾法第三十六条有关建设工程的强制性标准，应当与抗震设防要求相衔接。第三十七条国家鼓励城市人民政府组织制定地震小区划图。地震小区划图由国务院地震工作主管部门负责审定。第三十八条建设单位对建设工程的抗震设计、施工的全过程负责。

设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计，并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。中华人民共和国防震减灾法第三十六条有关建设工21中华人民共和国防震减灾法重大建设工程，是指对社会有重大价值或者有重大影响的工程

可能发生严重次生灾害的建设工程，是指受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸，或者剧毒、强腐蚀性、放射性物质大量泄漏，以及其他严重次生灾害的建设工程包括水库大坝和贮油、贮气设施，贮存易燃易爆或者剧毒、强腐蚀性、放射性物质的设施，以及其他可能发生严重次生灾害的建设工程实际上：这里的定义也很模糊中华人民共和国防震减灾法重大建设工程，是指对社会有重大价值或22地震安全性评价管理条例第三条新建、扩建、改建建设工程，依照《中华人民共和国防震减灾法》和本条例的规定，需要进行地震安全性评价的，必须严格执行国家地震安全性评价的技术规范，确保地震安全性评价的质量。第十一条下列建设工程必须进行地震安全性评价：

（一）国家重大建设工程；

（二）受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或者强腐蚀性物质大量泄露或者其他严重次生灾害的建设工程，包括水库大坝、堤防和贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒或者强腐蚀性物质的设施以及其他可能发生严重次生灾害的建设工程；

（三）受地震破坏后可能引发放射性污染的核电站和核设施建设工程；

（四）省、自治区、直辖市认为对本行政区域有重大价值或者有重大影响的其他建设工程。地震安全性评价管理条例第三条新建、扩建、改建23中华人民共和国防震减灾法、地震安全性评价管理条例

实际上给出了以下规定中国地震动参数区划图是基本的工程抗震设防要求一些特殊的建设工程必须进行地震安全性评价批复的地震安全性评价结果必须执行批复的地震安全性评价结果应替代抗震规范中采用的中国地震动参数区划图结果，应用于工程抗震设防中华人民共和国防震减灾法、地震安全性评价管理条例24建筑抗震设计规范规定建筑抗震设计规范规定25建筑抗震设计规范规定建筑抗震设计规范规定26油气输送管道线路工程抗震规范

4.1.1一般区段管道抗震设计采用的地震动参数应符合现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB18306的规定，已进行了地震安全性评价工作的，应按审定的50年超越概率10%的地震动参数结果进行抗震设计。4.1.2重要区段管道抗震设计采用的地震动参数，应按地震安全性评价或经专门研究审定后的文件确定。当采用按50年超越概率5%的地震动参数进行抗震设计时，其中大型跨越及埋深小于30m的大型穿越管道，应按50年超越概率2%的地震动参数进行抗震设计。油气输送管道线路工程抗震规范4.1.1一27城市轨道交通结构抗震设计规范范

1.0.2抗震设防烈度为6度及以上地区的城市轨道交通结构必须进行抗震设计。1.0.3本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区的新建、改建的城市轨道交通结构的抗震设计。抗震设防烈度大于9度地区或有特殊抗震要求的城市轨道交通结构及新型结构，其抗震设计应作专门研究。1.0.4抗震设防采用的地震动参数应按现行国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306）执行，或按本规范表3.1.3-1取值；已进行地震动小区划或工程场地地震安全性评价的，按审批结果取值。城市轨道交通结构抗震设计规范范1.0.2抗震设防烈度为28城市轨道交通结构抗震设计规范范

3.1.3各抗震设防类别结构的抗震设防标准，应符合下列要求：标准设防类（丙类）：地震作用和抗震措施按本地区抗震设防烈度确定。重点设防类（乙类）：地震作用按本地区抗震设防烈度确定，或采用经地震主管部门批准的地震动参数小区划、工程场地地震安全性评价的结果确定，但不低于本地区抗震设防烈度确定的地震作用。抗震设防烈度为6度、7度和8度时应按抗震设防烈度提高一度的要求采取抗震措施，抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。特殊设防类（甲类）：地震作用应按地震主管部门批准的工程场地地震安全性评价的地震动参数结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定。抗震设防烈度为6度、7度和8度时应按抗震设防烈度提高一度的要求采取抗震措施，抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。城市轨道交通结构抗震设计规范范3.1.3各抗震设防类别29对于各类工程

实际上给出了以下规定中国地震动参数区划图是基本的工程抗震设防要求一些特殊的建设工程必须进行地震安全性评价批复的地震安全性评价结果必须执行批复的地震安全性评价结果应替代抗震规范中采用的中国地震动参数区划图结果，应用于工程抗震设防对于各类工程30主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求地震安全性评价与规范要求的关系设计地震动参数的确定地震安全性评价结果的使用主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求31中国地震动参数区划图抗震设计规范确定设计地震动参数的依据中国地震动参数区划图抗震设计规范确定设计地震动参数的依据32根据全国地震区划图，每个城市往往只能给出1个或2个设计地震动参数值中国地震动参数区划图根据全国地震区划图，每个城市往往只能给出1个或2个设计地震动33地震动小区划基础：基岩地震动，场地工程地震条件关键：场地工程地震条件影响分析（场地地震反应分析）

场地地震动参数，研究区地震影响场结果：场点地震动参数，地震动参数分区地震动小区划基础：基岩地震动，场地工程地震条件34基于计算地震动参数、场地分类的空间分布等确定分区图ⅠⅠⅡⅢⅣ地震动小区划基于计算地震动参数、场地分类的空间分布等确定分区图ⅠⅠ35地震区划与地震小区划之间的关系地震区划地震环境的影响地震活动性区域地质环境的影响地震（动）衰减给出结果：大范围内的地震动变化，大尺度分区图地震小区划重视局部场地条件的影响区分不同的地震破坏作用更详细考虑（近场）地震地质环境表述更详细、小尺度综合性结果地震区划与地震小区划之间的关系地震区划36局部场地条件十分复杂，其对地震动影响也很显著对于特定的工程需要开展具体的分析工作工程场地地震安全性评价局部场地条件十分复杂，其对地震动影响也很显著工程场地地震安全37地震小区划与工程场地地震安全性评价工作之间的关系工程场地地震安全性评价工作：更具体深入的区域、近区域地震、地质调查更注意局部场地条件的影响小范围内的结果表述针对性更强----特定的工程特定的地震（动）参数地震小区划与工程场地地震安全性评价工作之间的关系工程场地地震38工程抗震设防的一些特殊要求不同的设计地震动参数（PGA、PGV、PGD）不同阻尼比的设计地震动反应谱水平向、竖向地震动参数不同基础（结构）深度处的地震动参数空间多点、多方向地震动参数强震动记录和人工地震时程工程抗震设防的一些特殊要求不同的设计地震动参数（PGA、PG39安评工作需要了解什么？工程场地上建设工程的情况工程的性质与重要性工程结构形式与特点工程的分布情况对于较长周期工程结构，如超高层建筑、大跨桥梁 应明确：结构的基本自振周期的可能取值安评工作需要了解什么？工程场地上建设工程的情况40安评工作需要了解什么？对评价结果的要求设计方面的要求

特殊要求：周期、阻尼比、竖向需要提供的地震动参数、超越概率水平峰值加速度及加速度反应谱，速度、位移、时程需要关注的地震地质灾害类型安评工作需要了解什么？对评价结果的要求41工程场地地震安全性评价工作地震安全性评价对各专业基础的要求地震活动性评价工作地震构造评价工作工程场地地震影响评价工作工程场地地震安全性评价工作地震安全性评价对各专业基础的要求42安评工作等级划分工程的性质与重要性结果的应用目标划分的原则安评工作等级划分工程的性质与重要性划分的原则43安评工作等级划分Ⅰ级工作

核电厂等重大建设工程项目中的主要工程，安全性要求极高的工程①地震危险性的概率分析②地震危险性的确定性分析③能动断层鉴定④场地地震动参数的确定⑤地震地质灾害评价适用范围及内容安评工作等级划分Ⅰ级工作核电厂等重大建设工程项目44安评工作等级划分Ⅱ级工作

除Ⅰ级以外的重大建设工程项目中的主要工程，安全性要求较高的工程

①地震危险性的概率分析②地震危险性的确定性分析③能动断层鉴定

④场地地震动参数的确定⑤地震地质灾害评价适用范围及内容安评工作等级划分Ⅱ级工作除Ⅰ级以外的重大建设工程项45安评工作等级划分Ⅲ级工作城镇、大型厂矿企业、经济开发区、重要生命线等，量大面广的工程

①地震危险性的概率分析②地震危险性的确定性分析③能动断层鉴定

④场地地震动参数的确定⑤地震地质灾害评价

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地震小区划或区域性区划或区划图适用范围及内容安评工作等级划分Ⅲ级工作城镇、大型厂矿企业、经济开发46安评工作等级划分Ⅳ级工作

区划图b)、d)规定的一般性工程①地震危险性的概率分析②地震危险性的确定性分析③能动断层鉴定④一般场地地震动参数的确定

⑤地震地质灾害评价

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区划地震动峰值加速度复核适用范围及内容安评工作等级划分Ⅳ级工作区划图b)、d)规定的一般性47主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求地震安全性评价与规范要求的关系设计地震动参数的确定地震安全性评价结果的使用主要内容工程结构抗震设计对地震动参数的要求48工程抗震设计规范的规范反应谱中国地震动参数区划图的PGA＋Tg区域、城市、规划区地震小区划的地震动参数（PGA、PGV、反应谱）工程场地地震安全性评价的地震动参数（PGA、PGV、反应谱、。。。。）不同的设计地震动参数的使用问题工程抗震设计规范的规范反应谱不同的设计地震动参数的使用问题49规范设计地震动反应谱设计地震动反应谱地震影响系数规范设计地震动反应谱50地震安评确定的地震动反应谱

包括区域性区划、小区划、工程场