美国ubc规范之地震荷载介绍对比[1]

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1、美国UBC规范之地震荷载介绍对比徐松波，徐永伦（合肥水泥研究设计院，安徽合肥 230051）摘 要：为满足海外项目工程投标、设计的需要,对在国外工程招标书中抗震设计要求条款经常引用的美标UBC1997规范作一介绍。并给出与国标GB50011规定近似的对比，以方便判断使用。关键词：地震；UBC；分区1引言近年来，各种类型的涉外工程日趋增多，其中EPC项目更是占主要。对于设计、施工而言，海外建设项目一般都必须满足所在国的建设法规的最低要求。其中的建构筑物抗震设计要求，美国标准UBC在海外的应用具有普遍性。因此，美国《统一建筑规范》（UBC1

2、997）的相关要求必须要了解。本文即通过收集、整理相关的资料，供业内认识参考使用。2UBC1997概述1)     目标：防止结构重要破坏、人员死亡，而不是限制损伤或保持功能；2)     设计要求：当风荷载效应大于地震效应时仍需遵照抗震的构造要求和有关限制。UBC也有类似国标的分类标准，将建构筑物分为重要设施、危险设施和特殊使用、一般使用几类；3)     地震分区：按设计基本地震加速度值从大到小分为：1、2A、2B、3和4；4)侧向力计算方法：(a)简化静力法——用于一般用途≤3层并采用轻型框架或者≤2层其余结构。(b)静力法——用

3、于分区1的结构和分区2的一般用途结构及其他。(c)动力法——用于高度≥73.2m的结构及其他。3地震作用动力分析法1)美标UBC1997和国标GB50011规范都是基于50年超越概率为10%的地面运动来确定设防烈度，亦即是按475年的重现期确定的地震基本烈度；2)仅考虑规则的多层工业民用建构筑物,并采用两国规范各自建议给出的等效地震作用静力计算法;3)等效剪切波速都采用多层土与匀质土在剪切波速传播时间上等效的方法计算;4)仅考虑常见结构自振周期范围0.1～3.0s。由于长周期结构对短周期型加速度地面运动的反应相对不大,按加速度反应谱计算

4、的地震作用随自振周期增加明显降低,且大多数长周期结构如高层建筑等按规范的要求应进行模态分析或时间历程响应分析,故此处不考虑比较;5)计算考虑5%标准结构阻尼比,结构重要性系数1.0。4场地土的分类   场地的土层软硬程度和覆盖层厚度,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。按GB50011规范中条文4.1.4确定的规则计算覆盖层厚度可变化,而UBC1997则考虑相对固定的覆盖层厚度30.48m。根据土层的剪切波速划分的岩土类型见图1图1根据剪切波速划分的岩土类型可以看出,UBC1997和国

5、标规范中对岩土分类的区别不大,仅是具体数值的差别,两种规范最终的分类定义有局部相互交叉现象。中国规范的Ⅱ类场地大致相当于美国规范的C,D类场地。对于场地土的分类需要做进一步的参数对比分析，此处作为大概的介绍省去。5地震区域划分及设防烈度按GB50011规范条文3.2.2给出的抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系,抗震设防烈度6度无对应的UBC分区,且抗震设防烈度7和8分别与二个不同的加速度值相对应。因为UBC1997的一类区和我国的6度区并不相对应,其相应的设计基本加速度值0.075g比中国的6度区的0.05g大且比7度区的0.

6、10g小,为便于比较,人为地将6度区(0.05g)和7度区(0.10g)加速度作线性插值得到0.075g,在此处定义为6.5度区。同样对7度和8度区,按对应的加速度值定义为7度区/7度强区和8度区/8度强区,分别对应UBC规范的地震分区,具体细节见表1。表1地震烈度、分区和设计基本加速度值的对应关系设计基本地震加速度值0.05g0.075g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40gGB500116度6.5度7度7度强8度8度强9度UBC1997分区——1——2A2B34另外，在UBC1997规范中，也列出了中国的主要城市在其标准

7、规范中的抗震分区，见表2。从表2中的对比可以看出：表1列出的对应关系不是完全一致的，但是大致的强弱趋势还是趋向一致的。表2美国UBC认为中国城市的抗震分区及对比位置抗震分区(UBC)设防烈度(GB50011)北京48度,0.20g,I组成都37度,0.10g,I组广州2A7度,0.10g,I组南京2A7度,0.10g,I组青岛36度,0.05g,II组上海2A7度,0.10g,I组沈阳47度,0.10g,I组台湾(全岛)48~9度,0.20g~0.40g,I&II组6结论与建议1)美国UBC地震荷载考虑因素比我国规范细致一些，计算思路基

8、本一致。2)表1的数据对比，仅用作初步、概念性的判断抗震设防高低之用，在投标阶段或者初步设计阶段作为宏观的估算依据，不可直接应用于实际的设计中。3)施工图设计阶段可以利用相关程序和特定的参数进行细致的设计计