工程场地开展地震安全性评价的有关要求和规定    

    近年来,国家和各地方政府先后颁布了不少关于工程场地地震安全性评价工作和工程抗震设计的法规、文件和管理办法等。地震安全性评价工作的目的是为了给各项工程,包括重大工程等提供科学、合理的抗震设计地震动参数。为此,必须了解有关开展地震安全性评价和工程抗震设计的有关规定,才能更好地为工程设防服务,使得所提供的抗震设防标准既安全合理又符合工程要求。这里仅介绍有关技术性的内容,以说明那些工程应进行和为什么要进行场地地震安全性评价工作。 一、《中国地震烈度区划图(1990)使用规定》中的有关规定 国家地震局和建设部发布的《中国地震烈度区划图使用规定》及国家地震局颁发的《工程场地地震安全性评价管理暂行办法》中已明确,对于下列工程和地区必须进行专门的地震安全性评价工作,并依据工作结果确定抗震设防标准: 1、设防要求高于《中国地震烈度区划图(1990)》设防标准的重大工程、特殊工程、 能产生严重次生灾害的工程。 2、位于地震烈度分界线两侧各8公里区域内的新建工程。 3、某些地震研究程度和资料详细程度较差的地区。 4、占地范围较大,跨着不同工程地质条件区域的大城市和大型厂矿企业,以及新建设的开发区。 全国地震烈度区划图是全国范围内的表示地震危险程度的图,所以它不可能采用大比例尺(1400万),因此在区划图上只能提供一个地区(不小于几十平方公里)在今后一定时期内,在一般场地条件下可能遭遇的地震危险,不能反应在小范围内由于场地条件因素引起的地动参数的变化。实际震害经验和理论研究都已表明,地震破坏作用在大小几百米、几十米以内都可能出现显著差异,引起这些差异的场地工程地质条件因素在全国区划图上不可能考虑到。此外,编制基本烈度区划是一般工业民用建筑确定设防标准的依据。不同工程场地地震安全性评价工作的深度以及提供的参数要求不同,大城市、重要经济开发区、大型厂矿企业、重要生命线工程(如交通、通讯、供电、供水、输油、输气等工程)都比较重要,而且都要覆盖较大的区域范围,通过复杂的工程地质或地震地质区域,如果仍然用全国烈度区划图提供的基本烈度作为确定这些工程抗震设计标准的基础,显然不能满足抗震减灾安全型要求。另外对一些重大工程、特殊工程(如核电厂、大桥、大坝、易产生放射型物质污染、剧毒气体扩散、爆炸的建筑、有重大政治、经济、社会影响的建筑等),这类工程的抗震设计也有严格的要求,除提供基本烈度之外,必须提供包括地震动的幅度、频谱、持续时间特性在内的多重地震动参数,因此必须做详细和深入的场地地震安全性评价工作。 二、现行抗震设计规范中的有关规定 (一)建筑抗震设计规范GBJ11-89 建筑抗震设计规范GBJ11-89是我国现行的建筑抗震规范,是国家标准规范。规范为了更好地体现"小震不坏、中震可修、大震不到"的抗震设计原则,采用了两个阶段设计方法来完成三个设防水准要求,即"小震"作用下截面抗震验算和"大震"作用下的变形验算。"小震"亦称"长遇地震""中震"相当于地震烈度区划中给出的50年超越概率10 %的烈度值,"大震"亦称"罕遇地震",小震、中震、大震的超越概率分别为5063%10%和(2-3%。它们的定义如下表: 小、中、大震的定义 50年超越概率(% -1.55 a 63 3a 10 +1 4-6a 2-3 规范要求按小震进行弹性结构地震反应分析和强调设计,按大震进行非弹性结构地震反应分析和变形验算,以满足小震不坏、中震可修和大震不到的要求。实现抗震设防的目标:在一般情况下遭遇到第一水准烈度时,建筑物处于正常使用状态,遭遇到第二水准烈度时,结构进入非弹性阶段,但非弹性性变形和结构损坏控制在可修复的范围,遭遇第三水准烈度时,结构有较大的非弹性形变,但应控制在规定的范围内,以免倒塌。在执行时应注意以下二点:第一,本规范中的具体规定主要是对一般建筑工程而言的,对其他工程、特别重大的建筑则并无约束力,第二,在规范GBJ11-89中规定了下列几种需要进行专门工作、以提供科学合理的设计地动参数的情况。 11.0.5 各类建筑的抗震设计,应符合下列要求:甲类建筑的地震作用,应按专门研究的地动参数计算…" 这里的甲类建筑主要指有特殊要求的建筑(如易产生放射性污染、毒气泄漏、爆炸、有重大政治、经济、环境、社会影响的建筑),对这类建筑的抗震设计,需进行专门研究:(1)不笼统提高设防烈度;(2)根据不同的使用要求提出不同的设防标准;(3)根据抗震设计标准选用一定概率水准的设计地震动参数设计 2"412 各类建筑结构的抗震计算,应采用下列方法:特别不规则的建筑、甲类建筑和下表所列高度范围的建筑,宜采用时程分析法进行补充计算" 采用时程分析的房屋高度范围 7度和8 Ⅰ、Ⅱ 类场地 80M 8 Ⅲ、Ⅳ类场地和9 60M 采用时程分析法时,宜按烈度、近震、远震和场地类别选用适当数量与结构所在场地条件一致的实际地震记录或拟合该场地条件的设计反应谱的人工地震波(一般取3-4条)。 3、由于要求超过规范中的有关规定数值,也应进行专门研究,主要有: 1"414条规定采用的反应谱 α:地震影响系数,α(T=S aT=K ×β(T), S aT)为加速度设计反应谱,K为地震系数K=a/g,β(T)为放大系数谱。αMAX地震影响系数最大值。 T:结构自振周期 Tg:特征周期,根据场地类别和近震、远震按下列表采用。 特征周期Tg 020 030 040 065 025 040 055 085 此图给出的反应谱止于T=3秒处,因而对结构自振周期超过3秒的结构自振周期超过3秒的结构,需要进行专门研究以给出更长周期的反应谱,如高度超过100米的烟囱、电视塔、超过40米的框架结构,超高层建筑等。 (二)火力发电厂工程地质勘探技术规程SDJ24-88 1、在综合考虑工程地质条件复杂程度时,地震烈度作为建筑场地划分指标之一。 2、在初步阶段勘测时,根据地区的地震基本烈度和有关地震地质、历史地震和近期地震活动资料,对拟选厂址进行评估。 3、在可行阶段勘测中,当厂址基本烈度等于或大于Ⅶ 时,应对有断裂问题的厂址进行专门勘测,判别地震液化特性和建筑场地类别,划分对建筑抗震有利、不利和危险地段。 (三)公路工程抗震设计规范JTJ004-89 1、对基本烈度大于9度的地区,公路工程的抗震设计应进行专门研究。 2、对于修建特别重要的特大的桥的桥址,宜进行烈度复核梁或地震危险性分析。 3、对于跨径超过150米的钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土梁桥、污工或钢筋混凝土拱桥的抗震设计需要进行专门研究。 4、对于结构特别复杂、桥墩高度超过30米的特大桥梁,可采用时程反应分析法。 (四)工业与民用建筑工程地质勘察规范TJ21-77 规范第五章第四节中规定了《场地和地基的地震效应》工作内容。 地震效应勘察,应查明建筑场地和地基的工程地质条件对建筑物抗震的影响,划分场地土的类别,以及在地震作用下,场地和地基对建筑物抗震有利、不利及危险的地段。 搜集区域构造地质、当地历史地震和现今地震活动资料,调查由地震造成的地质现象和震害,调查建筑场地及其附近对抗震不利地形、地貌等特征。 当烈度为8度及8度以上,地基有断裂时应判定是否属于发震断裂,调查断裂有无全新世以来的活动形迹。 还有核电厂厂址选择中的地震问题HAF101、水工建筑抗震设计规范SDJ10-78等规范中,都对需专门进行地震安全性评价作出了要求和规定,在此不一一列举。