|
2021年9月1日《建设工程抗震管理条例》颁布，要求全国两类地区的八类建筑应当采用隔震减震等技术，保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。《条例》实施之后，隔震减震项目大量增加，在参与了多个地区的多个隔震减震项目之后，了解到各地对于是否考虑或如何考虑近场影响系数的认知差异较大。 是否需要考虑及如何考虑 近场影响系数的几种观点 遇到的观点大致分为以下4种： （1）区划图在确定各地的地震参数时，已经考虑了近场影响系数，不需额外考虑； （2）建设地点存在发震断裂，但是满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）（以下简称《抗规》）4.1.7条可忽略发震断裂错动的条件或满足避开主断裂带要求的避让距离，可以不考虑近场影响系数； （3）建设地点存在活动断层，需要考虑近场影响系数； （4）确定了需要考虑近场影响系数后，关于取值大小问题，《抗规》、《建筑隔震设计标准》GB/T 51408-2021（以下简称《隔标》） 、《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021 （以下简称《通规》）规定各不相同，如何取值。 本文就以上4种观点进行探讨。 几个相关概念 （1）地质年代表 地质年代从古至今依次为：隐生宙、显生宙。隐生宙现在已被细分为冥古宙、太古宙、元古宙。显生宙又分为：古生代、中生代、新生代。古生代分为：寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪。中生代分为：三叠纪、侏罗纪、白垩纪。新生代分为：古近纪、新近纪、第四纪。
（2）断层 从地震工程学观点看，断层可以分为两种，发震断层和非发震断层。发震断层指现代活动强烈、能释放弹性应变、能产生地震的断层；非发震断层，是指场地内与震源无构造联系的断层。根据对通海和海城两次地震的宏观震害调查，证实非发震断裂无加重震害的趋势。就破坏作用而言，发震断层对震害的影响可大致分为强震地面破裂效应和强震地震动效应两个方面。强震地面破裂效应具有很强的方向性和破坏力， 能错断山梁， 穿越河谷，尤其是位于其上的地下设施和地面建筑， 因地面断裂引起地基失效而遭受严重破坏。目前的工程抗震措施还难以抵御强震地面破裂和位移对地面建筑物的直接破坏，最好采取避让的办法，而不宜采取提高烈度的方法解决。强震地震动效应是指强烈地震动造成的破坏。
图2 断裂分类极其影响 （3）活动断裂（活动断层） 《岩土工程勘察术语标准》JGJ/T 84-2015第4.4.2条：活动断裂，为晚第四纪以来有过活动，现代仍有可能继续活动的断裂，又称活断层或活动断层。晚第四纪距今约12万年，包括晚更新世和全新世。 （4）全新活动断裂 《岩土工程勘察术语标准》JGJ/T 84-2015第4.4.3条：全新活动断裂为全新地质时期（一万年）内有过地震活动或近期正在活动，在今后一百年可能继续活动的断裂。 （5）发震断裂（发震断层） 《通规》4.1.1条条文说明：所谓发震断裂，指的是全新世活动断裂中，近500年来发生过M≥5级地震的断裂或今后100年内可能发生M≥5级地震的断裂。
关于是否考虑近场影响系数 及取值大小的4种观点的探讨 观点1：在确定各地的地震参数时，已经考虑了近场影响系数，不需额外考虑。 《通规》第4.1.1条第1款：当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时，应计入近场效应对设计地震动参数的影响。第4.1.1条条文说明 ：对于地震动效应，通常工程设计地震动参数可由现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306确定。但区划图给出的地震动参数仅为一般场地条件下的参数，没有进一步考虑离断层很近区域的局部放大效应（即近场效应），也没有考虑高耸孤立的山丘等局部突出地形的不利影响，，因此为了确保工程地震安全，尚需考虑上述因素的影响对区划图的参数进行调整，方可用于工程设计。 因此，《中国地震动参数区划图》给出的地震动是一般场地条件，对于发震断裂两侧10km以内时，应计入近场效应对设计地震动参数的影响，此处计入近场效应对设计地震动参数的影响即为把区划图查出的地震动参数乘以放大系数作为结构计算的实际地震动参数。 观点2：建设地点存在发震断裂，但是满足《抗规》4.1.7条可忽略发震断裂错动的条件或满足避开主断裂带要求的避让距离，可以不考虑近场影响系数。 在几个相关概念中提到，发震断裂对建筑物影响的两个方面之一为强震地面破裂效应，即强震导致地面断裂错动及位移。目前的工程抗震措施还难以抵御地面破裂和位移对地面建筑物的直接破坏，最好采取避开的办法，而不宜采取提高烈度的方法解决。《抗规》4.1.7条也是针对这一影响给出的避让距离的解决方案。考虑发震断裂避让距离和考虑近场影响系数是独立不相关的减小发震断裂影响的两个方面，因此建设地点存在发震断裂，满足《抗规》4.1.7条可忽略发震断裂错动的条件或满足避开主断裂带要求的避让距离，仍需继续判断是否考虑近场影响系数。 观点3：建设地点存在活动断裂，需要考虑近场影响系数。 《抗规》有2处涉及到近场影响影响：第1处：性能化设计时，第3.10.3条第1款：对处于发震断裂两侧10km以内的结构，地震动参数应计入近场影响。第2处，隔震结构设计，第12.2.2条第2款：当处于发震断层10km以内时，输入地震波应考虑近场影响系数。 《通规》GB55002-2021第4.1.1条第1款： 当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时，应计入近场效应对设计地震动参数的影响。 在几个相关概念中提到，活动断裂（活动断层）为距今约12万年以来有过活动的断层，包括晚更新世断层和全新世断层。发震断裂（发震断层），指的是全新世活动断裂中、近500年来发生过M≥5级地震的断裂或今后100年内可能发生M≥5级地震的断裂。由此可知活动断层和发震断层含义不同，《抗规》和《通规》均规定的是处于发震断层两侧10km以内的结构需要考虑近场影响系数，因此，当存在活动断层但此活动断层为非发震断层时，不需考虑近场影响系数，当存在活动断层且此活动断层为发震断层，且建设地点距离发震断层10km之内时，才需考虑近场影响系数。 观点4：确定了需要考虑近场影响系数后，《抗规》、《隔标》 、《通规》 规定的取值大小各不相同，如何取值。 与近场系数数值大小有关的标准规定如下： （1）《通规》第4.1.1条第1款： 当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时，应计入近场效应对设计地震动参数的影响。 （2）《抗规》：对结构进行性能化设计时，第3.10.3条第1款：对处于发震断裂两侧10km以内的结构，地震动参数应计入近场影响，5km以内宜乘以增大系数1.5，5km以外宜乘以不小于1.25的增大系数；隔震结构设计时，第12.2.2条第2款：当处于发震断层10km以内时，输入地震波应考虑近场影响系数，5km以内宜取1.5，5km以外可取不小于1.25。 （3）《隔标》第4.1.4条：当处于发震断层10km以内时，隔震结构地震作用计算应考虑近场影响，乘以增大系数，5km及以内宜取1.25，5km以外可取不小于1.15。 （4）《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》（送审稿） 4.1.1条第5款：当建筑结构处于发震断层10km以内时，应计入近场效应对设计地震动参数的影响。 （5）《建筑工程抗震性态设计通则》（202x修订稿）4.2.7条第5款：对于发震断裂两侧20km之内的结构，应考虑近断层效应的影响对水平地震的场地设计谱进行修正，修正系数宜按公式（4.2.7-2）计算：
上述公式的图形表达如下所示：
《通规》只给出了需要考虑的情况，没有给出具体数值大小，具体数值大小需要查看相关的标准。综合考虑，建议实际结构设计时，对于隔震结构可按照《隔标》取值，对于减震结构没有单独的细化设计标准，可参考《建筑工程抗震性态设计通则》（202x修订稿）取值。 总结 （1）发震断裂对震害的影响可大致分为强震地面破裂效应和强震地震动效应两个方面。建筑结构通过综合考虑抗震设防烈度、土层覆盖厚度及控制最小避让距离来减小地面破裂错动效应对建筑物的直接影响，通过考虑近场系数对地震动参数的放大来考虑强震地震动效应对建筑物的影响。 （2）确定设计地震动参数时，查看地勘报告，明确建设地点是否存在断裂，是否为发震断裂。若存在发震断裂，且建设地点距离发震断裂在一定范围之内，则需考虑近场影响系数。 （3）综合考虑，建议实际结构设计时，对于隔震结构近场影响系数可按照《隔标》取值，对于减震结构近场影响系数可参考《建筑工程抗震性态设计通则》（202x修订稿）取值。  作者：李进波 北京国标建安新材料有限公司 主任工程师 参与项目：大厂首钢圣拉斐尔小震隔震设计；唐山万科春晓项目隔震设计优化；安丘一中新校区隔震设计；东明县第二人民医院隔震设计。 END 北京国标建安新材料有限公司 |
|
|
