建筑抗震設(shè)計的基本準(zhǔn)則范文
時間:2023-12-20 17:32:25
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篇1
關(guān)鍵詞:中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖;抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑工程造價
引言
我國是世界上遭受地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。20世紀(jì)以來,我國因地震死亡人數(shù)近60萬,占世界因地震死亡人數(shù)的一半,世界上兩次死亡人數(shù)超過20萬的大地震均發(fā)生在我國,幾乎所有的省、自治區(qū)、直轄市在歷史上均遭受過6級以上地震的襲擊[1]。隨著經(jīng)濟和社會迅速發(fā)展,為保障經(jīng)濟社會和諧穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展,對地震安全提出了更高、更迫切的要求。國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB18306-2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》即第五代地震區(qū)劃圖,于2016年6月1日正式實施。
1新版《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》的意義
地震區(qū)劃圖是依據(jù)當(dāng)?shù)乜赡艿牡卣鹞kU程度對國土進(jìn)行區(qū)域劃分,是一般建設(shè)工程的抗震設(shè)防要求和編制社會經(jīng)濟發(fā)展、國土利用規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃的依據(jù)[2]。新版地震區(qū)劃圖堅持以人為本,充分考慮公民在地震中的生命安全問題,將建筑物抗倒塌作為編圖的基本準(zhǔn)則,為全面提高我國建設(shè)工程抗震設(shè)防能力提供了法律保障和科學(xué)依據(jù),是政府部門依法履行公共安全和社會治理行政職能的重要支撐。相較于第四代地震區(qū)劃圖,新版地震區(qū)劃圖有三大變化:(1)設(shè)防區(qū)域全覆蓋;(2)明確了四級地震作用(常遇地震動、基本地震動、罕遇地震動和極罕遇地震動)及相應(yīng)地震動參數(shù)的調(diào)整關(guān)系;(3)給出了除港澳臺地區(qū)以外的全國城鎮(zhèn)Ⅱ類場地的基本地震動參數(shù)。為實現(xiàn)防震減災(zāi)2020年奮斗目標(biāo)和全面防御戰(zhàn)略的實施奠定了基礎(chǔ),為從制度上改變我國部分地區(qū)不設(shè)防的現(xiàn)狀做好了技術(shù)儲備。
2陜西區(qū)域抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)變化
新版地震區(qū)劃圖規(guī)定的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)有所提高。根據(jù)第四代地震區(qū)劃圖標(biāo)準(zhǔn),陜西省有104個縣(市、區(qū))處于抗震設(shè)防烈度6度以上的區(qū)域,占全省國土面積的91.7%,其中7度及7度以上的高烈度區(qū)有58個縣(市、區(qū)),占全省國土面積的32.3%,只有榆林榆陽區(qū)、橫山縣大部分區(qū)域和神木、佳縣、米脂、子洲、寶塔區(qū)、子長、安塞少部分區(qū)域處于6度以下,占國土面積的8.3%。2016年6月1日起實施的新版地震區(qū)劃圖,規(guī)定的我省的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)總體有所提高,其中,地震烈度8度和7度以上的高烈度區(qū),包括90個縣768個鄉(xiāng)鎮(zhèn),涉及國土面積7.46萬平方公里,占全省面積的37.3%,區(qū)域人口2585.5萬人,占全省人口的68.2%,GDP達(dá)9065億元,占全省GDP的49.9%。6度區(qū)包括57個縣,652個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道,面積13.12萬平方公里,占全省面積的62.7%。總體來看,陜西有以下三點主要變化:(1)取消了陜北地區(qū)1.71萬平方公里的不設(shè)防區(qū)域,涉及榆林榆陽區(qū)、橫山縣大部分區(qū)域和神木、佳縣、米脂、子洲、寶塔區(qū)、子長、安塞少部分區(qū)域,占國土面積的8.3%,這些區(qū)域均應(yīng)按地震基本烈度6度進(jìn)行抗震設(shè)防。(2)全省7度區(qū)范圍有所擴大。咸陽(彬縣、長武)、延安(宜川、黃龍)、漢中(略陽)、榆林(定邊)、安康(寧陜、旬陽、白河)、商洛(丹鳳、商南)6市共13個縣區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道從6度(0.05g)提高到7度(0.10g)。(3)全省8度(0.20g)及以上地區(qū)范圍進(jìn)一步擴大。在新版地震區(qū)劃圖中,全省抗震設(shè)防烈度8度的縣區(qū)由原來的14個增加到42個。所增加的縣區(qū)集中在關(guān)中地區(qū),包括西安(長安、高陵、戶縣、藍(lán)田、周至)、咸陽(秦都、渭城、興平)、楊凌(楊陵區(qū))、寶雞(渭濱、金臺、陳倉)3市共10個縣區(qū)的全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道從7度提高到8度。咸陽(三原、涇陽、武功、禮泉、乾縣)、寶雞(鳳翔、岐山、扶風(fēng)、眉縣、千陽、鳳縣)、渭南(合陽、富平、澄城、蒲城)、漢中(略陽)5市共18個縣區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道從7度提高到8度。(其中乾縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道由原7度0.10g提高到8度0.20g,其余均為原7度半地區(qū))
3建筑工程設(shè)計影響分析
3.1對原抗震設(shè)防烈度小于6度地區(qū)的影響
榆林市榆陽區(qū)、橫山縣、靖邊縣均屬于抗震設(shè)防烈度小于6度[3],但在實際的工程設(shè)計中,這些地區(qū)雖然不進(jìn)行抗震計算,但均按6度設(shè)防考慮其抗震構(gòu)造措施。因此本次新修訂地震區(qū)劃圖后,對于原抗震設(shè)防烈度小于6度地區(qū)的工程設(shè)計,僅僅是在結(jié)構(gòu)計算時要進(jìn)行抗震計算,因此對于工程設(shè)計的影響相對較小。
3.2對原設(shè)防地區(qū)的影響
如前文所述,本次新版《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》對于陜西大多數(shù)地區(qū)而言,抗震設(shè)防烈度均有不同程度提高。現(xiàn)以長安區(qū)某建筑單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計為例進(jìn)行說明。工程條件:建筑高度:28m;結(jié)構(gòu)類型:框架結(jié)構(gòu);建筑用途:酒店;場地類別:Ⅱ類;抗震設(shè)防分類:丙類;結(jié)構(gòu)安全等級:二級。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ-2010)6.2.2:“抗震設(shè)計時,一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的底層柱底截面的彎矩設(shè)計值,應(yīng)分別采用考慮地震作用組合的彎矩值與增大系數(shù)1.7、1.5、1.3的乘積。”等等。上表中新舊兩版規(guī)范對于工程設(shè)計的影響,可分為兩部分:一是地震加速度增大,抗震設(shè)防烈度提高,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的增大;二是設(shè)防烈度的提高,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》表6.1.2,可能會使得建筑的抗震等級提高,由此相應(yīng)的抗震措施也均有所提高。
4建筑工程造價的影響分析
抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)決定了建筑物的抗震能力水平,并進(jìn)而影響建筑物在地震中的損失大小,而抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也直接影響著建筑物的初始造價。
4.1理論研究
在《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)制定時,相關(guān)的單位就進(jìn)行了關(guān)于最優(yōu)抗震設(shè)防烈度的探討,在實施后,相關(guān)從事防災(zāi)減災(zāi)專業(yè)研究的人員依然對最優(yōu)抗震設(shè)防烈度繼續(xù)進(jìn)行研究和論證。高小旺等[4]對河南省洛陽市(6度設(shè)防)、鄭州市(7度設(shè)防)和新鄉(xiāng)市(8度設(shè)防)以及四川省成都市(7度設(shè)防)四百多棟建筑工程造價進(jìn)行調(diào)查分析,其結(jié)果表明:對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建筑,7度較6度土建成本增加約3%;8度較7度土建成本增加約4.8%。李樹楨等[5]在1998年,就設(shè)防烈度與投資比發(fā)出咨詢函96份,收到43件,進(jìn)行統(tǒng)計,其結(jié)果表明:對于鋼筋混凝土建筑,7度較6度土建成本增加約3.9%;8度較7度土建成本增加約3.8%。周雍年等[6]研究表明:“一般說來,按7、8、9度設(shè)防后,工程造價將分別增加3%~5%、7%~10%和15%~20%。”
4.2、市場調(diào)查
通過對國內(nèi)一線地產(chǎn)公司的經(jīng)濟技術(shù)控制指標(biāo)的搜集,針對各基礎(chǔ)條件基本一致,僅抗震設(shè)防烈度情況下,不同的控制指標(biāo)進(jìn)行對比,分析其含鋼量及混凝土用量的增加值。分析恒大地產(chǎn)集團含鋼量控制指標(biāo)在設(shè)防烈度不同的條件下的差值,大致可總結(jié)見表5:兩個地產(chǎn)公司,因其產(chǎn)品所在區(qū)域及定位有所不同,數(shù)值上略有差異,但經(jīng)濟技術(shù)控制指標(biāo)的總體變化規(guī)律,基本一致。小結(jié):通過市場調(diào)研,分析經(jīng)濟技術(shù)控制指標(biāo),設(shè)防烈度對建筑造價的影響大概是一致的:(1)建筑高度越高,受設(shè)防烈度變化的影響越大;(2)7度區(qū)與8度區(qū)的建造成本的差值較7度區(qū)與6度區(qū)的建造成本的差值要大。
4.3、工程實例的假定計算
建立設(shè)防烈度與工程造價之間的一一對應(yīng)關(guān)系是非常困難的,結(jié)構(gòu)的初始造價實際上是與具體的設(shè)計方案有直接關(guān)系的,給定同一設(shè)防烈度,可以設(shè)計出多個滿足要求的不同方案,因而其造價也不同[7]。并且影響工程造價的因素十分龐雜,不僅僅是建筑方案,還有結(jié)構(gòu)形式、場地類別、地區(qū)的差異性、材料價格、人工價格等等。現(xiàn)以某實際工程為例,結(jié)合表3、表5,取平均值,進(jìn)行假定計算。以收集到的西安地區(qū)部分工程實際造價結(jié)果為計算基礎(chǔ):(1)建筑總高度為32米的會所,層高4.8米,建筑面積3301平米,取:設(shè)防烈度由6度提升至7度:含鋼量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.02m3;設(shè)防烈度由7度提升至8度:含鋼量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.04m3。經(jīng)計算,結(jié)果如表6所示:(2)西安大興東路某住宅項目,框架剪力墻結(jié)構(gòu),地下2層,地上29層,總建筑面積23481m2,設(shè)防烈度由6度提升至7度:含鋼量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.02m3;設(shè)防烈度由7度提升至8度:含鋼量每平米增加5kg,混凝土每平米增加0.04m3。經(jīng)計算,結(jié)果如表7所示:(3)渭南市某博物館項目,框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)高度14.5m,建筑面積:3420.2m2,設(shè)防烈度:8度。設(shè)防烈度由6度提升至7度:含鋼量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.02m3;設(shè)防烈度由7度提升至8度:含鋼量每平米增加5kg,混凝土每平米增加0.04m3。經(jīng)計算,結(jié)果如表8所示:假定計算結(jié)果與前文所述論文研究成果基本一致,但考慮到所引用論文研究結(jié)果大多是基于原《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,2000年之后《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》經(jīng)過幾次修訂,相較舊版規(guī)范要求更加嚴(yán)格和細(xì)致,另外建材價格、人工成本、所參考地產(chǎn)集團對于經(jīng)濟指標(biāo)控制的嚴(yán)苛性以及本次所參考實際工程的特殊性(層高較高),因此實際的一般建設(shè)工程中因設(shè)防烈度的提高而導(dǎo)致土建成本的增加比例應(yīng)該比表中數(shù)值更高一些。
5結(jié)語
(1)抗震設(shè)防烈度的提高,設(shè)計基本地震加速度的增大,可能會導(dǎo)致建筑抗震等級的提高,會使得結(jié)構(gòu)計算結(jié)果增大,并且相應(yīng)的抗震措施也均有所提高;(2)建筑高度越高,受設(shè)防烈度變化的影響越大;(3)7度區(qū)與8度區(qū)的建造成本的差值較7度區(qū)與6度區(qū)的建造成本的差值要大;(4)設(shè)防烈度由6度提高至7度,土建成本增加比例約為3~4%,設(shè)防烈度由7度提高至8度,土建成本增加比例約為4%~5%。
參考文獻(xiàn):
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