戚玉紅，馮百全，劉長殿，魏龍

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津300222）

0 引言

孟加拉國某碼頭工程項(xiàng)目在勘察設(shè)計(jì)中采用中國標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)場地的抗震設(shè)計(jì)地震加速度的確定是勘察設(shè)計(jì)必須解決的一個(gè)重要的問題，在項(xiàng)目實(shí)施中筆者發(fā)現(xiàn)孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)提供的地震加速度與中國標(biāo)準(zhǔn)在概念與定義上都存在差異，不能直接采用，需要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換才可應(yīng)用于工程。黃丹[1]、肖雄丙等[2]、任廣杰等[3]對中外相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了對比研究，進(jìn)行了有益的探討，本文主要是對中國與孟加拉國抗震設(shè)計(jì)地震加速度如何換算進(jìn)行探討。

1 中國標(biāo)準(zhǔn)地震加速度的確定

1.1 抗震設(shè)防的3個(gè)水準(zhǔn)烈度

第一水準(zhǔn)烈度即多遇地震烈度，對應(yīng)50 a內(nèi)超越概率為63%的地震加速度，重現(xiàn)期為50 a；第二水準(zhǔn)烈度即基本地震烈度，對應(yīng)50 a內(nèi)超越概率為10%的地震加速度，相當(dāng)于現(xiàn)行中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的地震烈度，重現(xiàn)期為475 a；第三水準(zhǔn)烈度即罕遇地震烈度，對應(yīng)50 a內(nèi)超越概率為2%的地震加速度，重現(xiàn)期為2 475 a[4]。

1.2 地震加速度的確定方法

中國抗震設(shè)計(jì)確定地震加速度有兩種方法，即規(guī)范法[5-6]和專門地震安全性評價(jià)法[7-8]，前者是依據(jù)相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范或國家地震烈度區(qū)劃圖確定設(shè)計(jì)基本地震加速度，然后通過建筑場地類別調(diào)整得到設(shè)計(jì)地震加速度；后者可以提供實(shí)際建筑場地的設(shè)計(jì)地震加速度。本文只對前者進(jìn)行討論，確定抗震設(shè)計(jì)地震加速度按如下步驟進(jìn)行。

第1步，首先進(jìn)行場地類別的劃分，根據(jù)文獻(xiàn)[5]的規(guī)定，建筑場地類別劃分見表1。

表1 建筑場地類別判別表Table 1 Site classification for construction

第2步，確定Ⅱ類場地地震動(dòng)峰值加速度，按文獻(xiàn)[6]附錄A確定基本地震動(dòng)峰值加速度。

第3步，地震動(dòng)峰值加速度按實(shí)際場地類別進(jìn)行調(diào)整，Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅲ、Ⅳ類場地地震動(dòng)峰值加速度調(diào)整可根據(jù)文獻(xiàn)[6]的附錄E進(jìn)行。

2 孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)地震加速度的確定

2.1 孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)對場地類別的劃分

孟加拉國建筑規(guī)范[9]將場地類別劃分為SA—SE等5個(gè)類別以及S1、S2兩個(gè)特殊類別，見表2。

表2 孟加拉國場地類別判別表Table 2 Bangladesh site classification

2.2 孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)對地震加速度的規(guī)定

孟加拉國建筑規(guī)范給出了該國地震區(qū)劃圖，區(qū)劃圖按最大考慮地震動(dòng)（50 a超越概率為2%所對應(yīng)的地震）將全國分為4個(gè)不同的地震分區(qū)，給出了4個(gè)分區(qū)的邊界，每個(gè)區(qū)內(nèi)有1個(gè)地震分區(qū)系數(shù)Z，Z表示SA類場地條件下最大考慮地震峰值加速度。該規(guī)范還規(guī)定，設(shè)計(jì)基本地震加速度取最大考慮地震加速度的2/3。

3 中國與孟加拉國地震加速度確定方法的異同分析

3.1 場地類別劃分

對比表1和表2，孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)中SA類場地剪切波速大于800 m/s，與中國標(biāo)準(zhǔn)的Ⅰ0類場地基本對應(yīng)；但其他各類別場地的剪切波速以及覆蓋土層描述均不能與中國標(biāo)準(zhǔn)很好地對應(yīng)。

3.2 地震加速度確定

中國標(biāo)準(zhǔn)給出了Ⅱ類場地基本地震動(dòng)峰值加速度、抗震設(shè)防烈度。而孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)中給出了SA類場地最大考慮地震加速度，該加速度近似于中國標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ0類場地罕遇地震峰值加速度。

4 中國和孟加拉國抗震設(shè)計(jì)地震加速度的換算

4.1 場地類別的換算

中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了地震動(dòng)峰值加速度由Ⅱ類場地向其它場地類別調(diào)整的系數(shù)Fa，據(jù)此可以由Ⅰ0類場地罕遇地震動(dòng)峰值加速度反推Ⅱ類場地罕遇地震動(dòng)峰值加速度，根據(jù)文獻(xiàn)[6]附錄E得出式（1）：

式中：αmax（Ⅱ，50，2%）為Ⅱ類場地罕遇地震動(dòng)峰值加速度值；αmax（Ⅰ0，50，2%）為Ⅰ0類場地罕遇地震動(dòng)峰值加速度值；Fa為場地地震動(dòng)峰值加速度調(diào)整系數(shù)，按文獻(xiàn)[6]附錄E取值。

當(dāng)將孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)SA類場地最大考慮地震加速度值作為中國標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ0類場地罕遇地震峰值加速度值時(shí)，可以得出式（2）：

式中：αmax（SA，50，2%）為孟標(biāo)中SA類場地最大考慮地震加速度。

4.2 重現(xiàn)期的換算

中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，罕遇地震動(dòng)峰值加速度以基本地震動(dòng)加速度為基準(zhǔn)確定，據(jù)此可以由Ⅱ類場地罕遇地震動(dòng)峰值加速度反推基本地震動(dòng)峰值加速度，得出式（3）：

式中：αmax（Ⅱ，50，10%）為Ⅱ類場地基本地震動(dòng)峰值加速度值。

將式（2）代入式（3）得出式（4）：

式中：K為Ⅱ類場地罕遇地震動(dòng)峰值加速度與基本地震動(dòng)峰值加速度的比值，其取值見表3。文獻(xiàn)[5]中，基本地震動(dòng)峰值加速度值低時(shí)K取高值，基本地震動(dòng)峰值加速度值高時(shí)K取低值；文獻(xiàn)[6]只給出了K的取值范圍；本文結(jié)合二者取值特點(diǎn)并基于安全角度考慮給出了綜合推薦值。

表3 K的取值Table 3 The value of K

4.3 換算結(jié)果及應(yīng)用實(shí)例

將孟加拉國4個(gè)地震分區(qū)的最大考慮地震加速度αmax（SA，50，2%）=0.12g、0.20g、0.28g、0.36g分別按式（4）進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算；Fa按Ⅰ0類場地不同基本地震動(dòng)峰值加速度調(diào)整系數(shù)值分別試算；K按表3中綜合推薦值分別進(jìn)行試算。當(dāng)Ⅱ類場地基本地震動(dòng)峰值加速度值αmax（Ⅱ，50，10%）的試算值與對應(yīng)于Fa和K的設(shè)計(jì)基本地震加速度分區(qū)值符合文獻(xiàn)[6]附錄F規(guī)定時(shí)，該試算值即為Ⅱ類場地基本地震動(dòng)峰值加速度值αmax（Ⅱ，50，10%）的換算結(jié)果。換算結(jié)果匯總見表4。

表4 孟加拉國地震分區(qū)與中國地震加速度分區(qū)的對應(yīng)關(guān)系Table 4 Correspondence between seismic zonation in Bangladesh and seismic acceleration zonation in China

當(dāng)K按文獻(xiàn)[5]取值時(shí)，Ⅱ類場地基本地震動(dòng)峰值加速度換算結(jié)果會(huì)有細(xì)微差別，但不會(huì)影響對應(yīng)于中國標(biāo)準(zhǔn)的地震分區(qū)。

孟加拉國某碼頭工程項(xiàng)目在勘察設(shè)計(jì)中采用中國標(biāo)準(zhǔn)，工程場地位于Z3區(qū)，按表4的計(jì)算結(jié)果確定場地基本地震動(dòng)峰值加速度取值為0.178g，即為設(shè)計(jì)基本地震加速度取值。這一取值通過了建設(shè)方委托的國外咨詢公司的審查，獲得了建設(shè)方的確認(rèn)。

5 結(jié)語

1）孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)中場地類別劃分上只有SA類場地能與中國標(biāo)準(zhǔn)的Ⅰ0類場地基本對應(yīng)，這是中孟標(biāo)準(zhǔn)地震加速度換算的前提。

2）根據(jù)中國標(biāo)準(zhǔn)，對場地地震動(dòng)峰值加速度進(jìn)行場地類別和重現(xiàn)期的換算，中孟標(biāo)準(zhǔn)之間實(shí)現(xiàn)了地震加速度轉(zhuǎn)換。結(jié)果表明，孟加拉國標(biāo)準(zhǔn)中地震分區(qū)Z1（0.12g）、Z2（0.20g）、Z3（0.28g）和Z4（0.36g）分別對應(yīng)于中國標(biāo)準(zhǔn)的6度（0.05g）、7度（0.10g）、7度（0.15g）和8度（0.20g）。

3）這種轉(zhuǎn)換只是近似對比換算，換算得到的地震加速度值可以適用于一般性建筑工程，有特殊要求的建筑工程需要按有關(guān)中國標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行專門地震安全性評價(jià)工作，從而確定抗震設(shè)計(jì)地震加速度。