新版地震动参数区划图修订对建筑结构设计的影响探讨

新版地震动参数区划图修订对建筑结构设计的影响探讨
摘要：随着我国经济水平和科技实力的提升，人们对建筑工程的抗震设防要求
越来越高。

本文以新版地震动参数区划图的修订为契机，研究了第五代地震动参
数的编制原则和对浙江地区的影响，分析了第五代地震动参数区划图对桐乡地区
建筑结构设计的影响，为今后的工程设计提供参考。

关键词：地震动参数区划图；建筑结构设计
中国是一个多震灾的国家，地震频度高，强度大，分布广。

百年来的资料表明，中国平均5年左右就会发生1次7级以上地震，平均10年左右就会发生1
次8级以上地震。

依据地震区划图提高房屋建筑和工程设施的抗震能力，是减轻
地震灾害的重要途径。

2015年5月15日，国家质量监督检验检疫总局和国家标
准化管理委员会批准发布了强制性国家标准GB18306—2015《中国地震动参数区
划图》，该标准于2016年6月1日开始实施。

新版《中国地震动参数区划图》
的发布实施，为新时期全面提高我国的抗震设防能力提供了法律保障和科学依
据。

一、新版地震动参数区划图的特点
第四代区划图实施以来，我国经济和社会迅速发展，为了全面建设小康社会、保障经济社会稳定和谐可持续发展，地震安全被提升到了一个全新的高度。

2008年，汶川发生8.0级大地震，震惊中外，其地震极震区烈度远大于当地的抗震设
防烈度，地震断裂沿线的破坏尤为严重，地震引发滑坡、泥石流等次生灾害。

因此，在规划选址、工程设防等环节，需要考虑罕遇地震和极罕遇地震的影响。

大
量原始地震资料的积累和地震科学技术的发展，为第五代地震区划图的编制提供
了丰富的基础资料和技术支撑。

新版区划图的编制原则为：一是吸收地震学领域的研究成果；二是以人为本，将抗倒塌作为编图基本准则，以50年超越概率10%地震动峰值加速度与50年超
越概率2%地震动峰值加速度/1.9中较大值作为编图指标；三是采用三级潜在震源区划分方法；四是不低估罕遇地震的作用。

五代区划图有两个改进特点：一是全国范围消灭不设防（基本地震烈度6度以下）地区。

以浙江省为例，原先（四代区划图）6度设防（地震动峰值加速度0.05g）地区面积为3.8万
平方千米，浙中和浙西大部分地区均为不设防（6度以下）；调整后全省6度设防区面积达
到9.5万平方千米，占全省陆域总面积的93%；同时7度设防（地震动峰值加速度0.10g）地
区面积也从原先的0.2万平方千米提高到0.7万平方千米，调整后占全省陆域总面积的7%
（详见图1～图3）。

二是地震动参数具体到乡镇一级。

以桐乡市为例，原先（四代区划图）全部按照6度设防（地震动峰值加速度0.05g），调整后除乌镇镇、河山镇和洲泉镇外，其
余各乡镇街道按照7度设防（地震动峰值加速度0.10g）（详见表1）。

二、新版地震动参数区划图的对建筑结构设计的影响
目前我国工程建筑抗震设防采用的是“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准设防目标，主要采取“两阶段设计”来实现三水准的设防目标。

第一阶段设计是承载力验算，取第一
水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，采用一定的分项
系数进行截面承载力抗震验算，满足“小震不坏”的设防目标。

第二阶段设计是弹塑性变形验算，对地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑，额外进行
结构薄弱部分的弹塑性层间变形验算并采取相应的构造措施，满足“大震不倒”的设防目标。

“中震可修”的设防目标，主要是采取大量的抗震构造措施和抗震概念设计来实现。

第五代地震区划图提出了“四级地震作用”的概念，在原有三水准对应的基本地震动、多
遇地震动和罕遇地震动的基础上增加了极罕遇地震动。

基本地震动定义为50年超越概率为10%的地震动，多遇地震动和罕遇地震动的50年超越概率分别为63%和2%，极罕遇地震动
的年超越概率为1/10000。

第五代地震区划图以基本地震动峰值加速度为基准，其他三级地
震动峰值加速度取值范围，多遇地震动峰值加速度不宜低于其1/3、罕遇地震动峰值加速度
为其1.6～2.3倍、极罕遇地震动峰值加速度为其2.7～3.2倍。

第五代地震区划图大范围抗震设防烈度的调整，对我国建筑结构的设计提出了新的要求，对于同一地区同一建筑，无论从地震力还是抗震构造要求都有较大幅度加强。

以桐乡市市区
为例，2016年6月1日后，抗震设防烈度由6度变为7度，水平地震影响系数最大值由0.04提高到0.08，地震力提高1倍左右，各种结构类型的抗震等级也由此发生较大变化。

由表2
可知，抗震烈度的提高对于框架结构的抗震等级均有一级的提高；而对框架剪力墙结构和抗
震墙结构而言，对于24m及以下结构，抗震等级不变，对于24m以上结构，抗震等级均有
一级的提高；而对于高层的框架核心筒结构，框架部分的抗震等级由三级提高到二级，核心
筒部分抗震等级保持二级不变。

随着抗震等级的调提高，各种结构类型的计算构造措施也有所提高。

以框架柱为例，由
表3可知，随着抗震等级的提高，其轴压比限值有5%～14%的提高，而柱截面纵向钢筋最小
总配筋率也有12%～22%的提高。

随着轴压比限值和柱截面纵向钢筋最小总配筋率的提高，
结构设计中柱子截面和钢筋用量的增加成为必然结果，从而对工程造价产生较大影响。

据不
完全统计，抗震设防烈度由6度改为7度，不同结构类型的钢筋含量有6%～20%不同程度的
提高。

注：表中括号内数值用于框架结构的柱。

三、结束语
随着我国经济实力和科技水平的提高，社会建设对抗震设防的要求越来越高。

本文以第
五代地震动参数区划图修改为契机，研究了第五代地震动参数的编制原则和对浙江地区的影响，分析了第五代地震动参数区划图对桐乡地区建筑结构设计的影响，对以后的建筑结构抗
震设计有一定的参考价值。