【徐珂原创】GB18306-2015《中国地震动参数区划图》结构设计应用

徐珂/学习的有点 20160511 中国地震区划图的编制修订经历了五代，第五代国家标准GB18306-2015《中国地震动参数区划图》将于2016年6月1日起正式实施。地震动参数区划图（以下简称“区划图”），是以地震烈度和地震动参数为指标，将国土范围划分为不同地震危险程度或抗震设防等级的地图。区划图是国家地震安全的重要基础性和强制性国家标准，与各行业（房屋、水利、交通、能源、化工等）抗震设计标准共同构成了建设工程抗震设防标准体系。GB18306-2015《中国地震动参数区划图》

徐珂/学习的有点 20160511

中国地震区划图的编制修订经历了五代，第五代国家标准GB18306-2015《中国地震动参数区划图》将于2016年6月1日起正式实施。地震动参数区划图（以下简称“区划图”），是以地震烈度和地震动参数为指标，将国土范围划分为不同地震危险程度或抗震设防等级的地图。区划图是国家地震安全的重要基础性和强制性国家标准，与各行业（房屋、水利、交通、能源、化工等）抗震设计标准共同构成了建设工程抗震设防标准体系。GB18306-2015《中国地震动参数区划图》对结构设计有较大影响，应用时需注意变化。

1957年李善邦先生编制第一代中国地震区划图，该区划图给出全国最大地震影响烈度的分布。

1977年第二代中国地震区划图出版，该区划图是用中长期地震预测的方法编制的，给出未来一百年内场地可能遭遇的最大地震烈度。

1990年第三代中国地震区划图出版，该区划图采用地震危险性分析概率方法，以50年超越概率10%（475年一遇）在一般场地条件下的烈度值进行区域划分，被建筑抗震设计规范和其他抗震设计规范所采用。

2001年第四代中国地震区划图出版，前3次区划图编制均采用地震烈度作为编图参数，第四代地震动参数区划图，采用地震动参数作为编图参数，包括峰值加速度区划图和反应谱特征周期区划图，以50年超越概率10%（475年一遇）在一般场地条件下的地震动峰值加速度和特征周期进行区域划分。从第四代中国地震动参数区划图起，地震区划图作为国家强制标准正式批准，汶川、玉树地震后分别做过局部修改。

根据《中华人民共和国防震减灾法》规定，“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。”在建筑设计领域中应用时，可以依据《建筑工程抗震设防分类标准》 GB 50233 相关条文确定建筑物的抗震设防标准。

GB18306-2015《中国地震动参数区划图》包括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，地震动峰值加速度调整系数表和基本地震动反应谱特征周期调整表、场地地震动峰值加速度与地震烈度对照表、全国城镇Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度和基本地震动加速度反应谱特征周期表、地震动参数确定方法等。其中，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对应地震概率水准为50年超越概率10%（475年一遇），对应场地类型为Ⅱ类场地。

本次发布的《中国地震动参数区划图》相较于第四代区划图有两大重要变化：

一是取消了不设防地区；

二是在附录中将地震动参数明确到乡镇。

GB18306-2015《中国地震动参数区划图》采用地震动峰值加速度、特征周期双参数调整，并提出了四级（多遇、基本、罕遇、极罕遇）地震作用取值。顺应国家防震减灾体系建设的各种需求，新区划图用四个超越概率水平对四级地震的作用做出明确规定，“多遇地震动”相应于50年超越概率63%（约50年一遇）的地震动，“基本地震动”相应于50年超越概率10%（475年一遇）的地震动，“罕遇地震动”相应于50年超越概率2%（2475年一遇）的地震动，“极罕遇地震动”相应于年超越概率0.01%（1万年一遇）的地震动。与前版相比，增加“极罕遇地震动”标准。

对于结构设计而言，需要清楚各级地震作用的关系与区别。在 GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中提到的多遇地震、设防地震和罕遇地震，指按地震基本烈度区划或地震动参数区划对当地的规定采用，分别为50 年超越概率63% 、10% 和2%~3%的地震，或重现期分别为50 年、475 年和1600 年~2400 年的地震。根据当时中国建筑科学院抗震研究所对全国60多个城市地震危险性分析结果的统计，大、中震烈度之间的差值平均为1度（峰值加速度之比为4:3~2:1），中、小震烈度之间的差值大体为1.55度（峰值加速度之比为3:1）。

一般工业与民用建筑抗震验算使用的小震并不是50年超越概率63%的多遇小震，而是中震（50年超越概率10%的基本烈度或设计基本地震加速度）按0.35倍折算得到的折算小震，统计结果针对的是多遇小震，实际设计使用的是折算小震。在1964、1974、1978版中国抗震规范中都引入了“结构影响系数”C值的概念，采用对基本烈度按弹性反应谱计算的地震作用进行折减来确定设计地震作用的设计方法。结构影响系数C值因结构不同而异，延性较大、抗倒塌能力较强的结构，“结构影响系数”取小值，反之“结构影响系数”取大值。这些规范中的C值在0.25~0.50之间。在1989、2001版中国抗震规范中，用折算小震取代中震作截面验算，与采用“结构影响系数”C值效果相当，相当于对不同抗震能力的结构统一取结构影响系数0.35。

对于具体结构计算参数需要结构工程师改变习惯性选取计算参数的习惯，记住以下一些规定，特别是反应谱特征周期采用地震动双参数调整。