2021年4月9日住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部批準(zhǔn)發(fā)布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》，編號為GB55002-2021，自2022年1月1日起實施。本規(guī)范為強制性工程建設(shè)規(guī)范，全部條文須嚴格執(zhí)行。現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)的強制性條文同時廢止，現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定與本規(guī)范不一致的，以本規(guī)范的規(guī)定為準(zhǔn)。

  為配合《抗震通用規(guī)范》的發(fā)布與實施工作，本公號將陸續(xù)推送《抗震通用規(guī)范的相關(guān)資訊，敬請關(guān)注。

本期推送：《規(guī)范》第4.1.1條解讀：設(shè)計地震動參數(shù)的調(diào)整與控制

本期看點：近場效應(yīng)那些事兒！

01   條文（4.1.1）

4.1.1    各類建筑與市政工程地震作用計算時，設(shè)計地震動參數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度按本規(guī)范第2.2節(jié)的相關(guān)規(guī)定確定，并按下列規(guī)定進行調(diào)整：

      1    當(dāng)工程結(jié)構(gòu)處于發(fā)震斷裂兩側(cè)10km以內(nèi)時，應(yīng)計入近場效應(yīng)對設(shè)計地震動參數(shù)的影響。

       2     當(dāng)工程結(jié)構(gòu)處于條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石和強風(fēng)化巖石的陡坡、河岸與邊坡邊緣等不利地段時，應(yīng)考慮不利地段對水平設(shè)計地震參數(shù)的放大作用。放大系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利地段的具體情況確定，其數(shù)值不得小于1.1，不大于1.6。

02   編制說明

        本條明確了設(shè)計地震動參數(shù)的調(diào)整要求和控制底線。
       通常地，一般建設(shè)工程的設(shè)計地震動參數(shù)直接根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306確定即可。但區(qū)劃圖規(guī)定的地震動峰值加速度、特征周期等參數(shù)是基于開闊、平坦的一般場地（通常為II類場地）給出的，沒有進一步考慮離斷層很近區(qū)域的局部放大效應(yīng)（即近場效應(yīng)），也沒有考慮高聳孤立的山丘等局部突出地形的不利影響，實際工程場地條件與區(qū)劃圖標(biāo)準(zhǔn)場地（II類）的差別也需要各類工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進一步處理等等。
      鑒于上述情況，為了確保工程地震安全，需要根據(jù)建設(shè)工程的具體情況，考慮上述因素的影響對區(qū)劃圖參數(shù)進行調(diào)整，方可用于工程設(shè)計。由于場地的影響在本規(guī)范第4.2.2條明確規(guī)定，本條僅對近場效應(yīng)、局部突出地形影響整原則和低調(diào)整要求進行了規(guī)定。
      本條條文改自《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第3.10.3條、4.1.8條（強條）、4.1.6條（強條）、12.2.2條。

2.1 關(guān)于近場效應(yīng)

 （1）中國 GB50011-2010 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定   

    《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第3.10.3條1款規(guī)定，對處于發(fā)震斷裂兩側(cè)10km以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，地震動參數(shù)應(yīng)計入近場影響，5km以內(nèi)宜乘以增大系數(shù)1.5，5km以外宜乘以不小于1.25的增大系數(shù)。12.2.2條第2款規(guī)定，當(dāng)處于發(fā)震斷層10km以內(nèi)時，輸入地震波應(yīng)考慮近場影響系數(shù)，5km以內(nèi)宜取1.5，5km以外可取不小于1.25。

       上述規(guī)定表明，現(xiàn)行規(guī)范GB50011-2010的本意是，條件許可的情況下，應(yīng)盡可能考慮地震破裂帶附近的地面運動強度的放大效應(yīng)。鑒于技術(shù)規(guī)定的延續(xù)性、工程技術(shù)經(jīng)濟的現(xiàn)實可行性等因素，10規(guī)范僅在性能化設(shè)計和隔震設(shè)計部分明確要求“應(yīng)”考慮近場效應(yīng)；其他情況未作明文規(guī)定，但根據(jù)******標(biāo)準(zhǔn)的底線要求屬性，在條件許可時，也應(yīng)適當(dāng)考慮近場效應(yīng)。

（2）美國 ，UBC1997的規(guī)定   ，2000年以前

       我國現(xiàn)行規(guī)范GB50011-2010中有關(guān)近場效應(yīng)的規(guī)定，除了依據(jù)已有的研究成果外，還參考借鑒了美國早期規(guī)范UBC 97的相關(guān)規(guī)定。

在美國的UBC 97以及ATC40等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各場地的地震動參數(shù)應(yīng)根據(jù)震源類型和距斷層的距離考慮近場系數(shù)進行調(diào)整（表1~3）。

（3）美國， NEHRP條款及ASCE7的規(guī)定  ，2000年以后 

       在2000年以后的美國歷次版本NEHRP條款中，關(guān)于近場效應(yīng)基本上保持了UBC97的規(guī)定。

       同時，基于1999年臺灣集集地震等近期一些強烈地震中，近場強地面運動表現(xiàn)出來的速度脈沖效應(yīng)、方向效應(yīng)等特征，在2009 NEHRP Provisions中明確提出：在近場區(qū)，除了要考慮加速度等設(shè)計參數(shù)的幅值調(diào)整外，還應(yīng)考慮其獨特的脈沖效應(yīng)和方向效應(yīng)。

       NEHRP條款的上述規(guī)定已被ASCE 7-16等規(guī)范采納。在ASCE7-16中規(guī)定，當(dāng)建筑場地符合以下條件之一時，應(yīng)劃為近斷層場地：
距已知的、可能會發(fā)生Mw7以及上地震的活動斷層在地表投影9.5英里（15公里）以內(nèi)；
距已知的、可能會發(fā)生Mw6以及上地震的活動斷層在地表投影6.25英里（10公里）以內(nèi)。
需要說明的是，上述條件中，不包含走滑速率小于0.04in（1mm）/年的斷層，同時，斷裂的地表投影也不包括深度不小于6.25 英里（10 公里）的部分。
         關(guān)于近斷層場地的要求，ASCE7-16在條文說明中給出了進一步解釋：大地震斷裂破碎帶附近區(qū)域的場地，除了加速度異常巨大外，其地面運動還表現(xiàn)出脈沖特征以及獨特的方向性特征等遠場記錄通常不具備的特征。在過去的地震中，這些特征已經(jīng)展現(xiàn)了特別的破壞性。因此，ASCE7-16對坐落于這類場地上的結(jié)構(gòu)制定了非常嚴格的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，同時，要求非線性時程分析和隔震與消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計時地面記錄的選擇與調(diào)整，應(yīng)直接考慮這些獨特的特征。

 由于近斷層距離，取決于很多因素，包括破裂類型、斷層深度、震級和斷層破裂的方向等，一般很難給出近斷層場地的確切界定。ASCE7-16采用的兩個近斷層分類條件，均是基于場地距活動斷裂（有可能發(fā)生設(shè)定震級及以上的地震）的距離和年均走滑速率。這一界定標(biāo)準(zhǔn)在1997UBC（ICBO 1997）中就已使用。同時，ASCE7-16還給出了斷層面與地表呈現(xiàn)傾斜夾角時如何確定場地距斷層距離的方法（圖1）。

  ASCE7-16 的斷層距離確定方法
        
（4）  《抗震通用規(guī)范》的處理對策

   參考美國規(guī)范關(guān)于近斷層效應(yīng)相關(guān)規(guī)定的變化情況，同時，已考慮到《建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51408-2021關(guān)于近場效應(yīng)的規(guī)定與GB50011-2010存在一定差別，此次《抗震通用規(guī)范》編制時，僅提出“應(yīng)計入近場效應(yīng)對設(shè)計地震動參數(shù)的影響”的原則性要求，至于進一步的調(diào)整的對象與技術(shù)對策，則由相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進一步細化、深化。

     （5）   關(guān)于發(fā)震斷裂的界定

      《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001的第5.8.2條1款的規(guī)定：
全新活動斷裂為在全新地質(zhì)時期（一萬年）內(nèi)有過地震活動或近期正在活動，在今后一百年可能繼續(xù)活動的斷裂；全新活動斷裂中，近期（近50年來）發(fā)生過地震震級M≥5級的斷裂，或在今后100年內(nèi)，可能發(fā)生M≥5級的斷裂，可定為發(fā)震斷裂。

 參考上述規(guī)定， 在本規(guī)范中，發(fā)震斷裂的表述為：
發(fā)震斷裂，指的是全新世活動斷裂中、近500年來發(fā)生過M≥5級地震的斷裂或今后100年內(nèi)可能發(fā)生M≥5級地震的斷裂。

2.2 關(guān)于局部地形影響

國內(nèi)多次大地震的調(diào)查資料表明，局部地形條件是影響建筑物破壞程度的一個重要因素：

寧夏海源地震，位于渭河谷地的姚莊，烈度為7度；而相距僅兩公里的牛家山莊，因位于高出百米的突出的黃土梁上，烈度高達9度。
1966年云南東川地震，位于河谷較平坦地帶的新村，烈度為8度；而鄰近一個孤立山包頂部的矽肺病療養(yǎng)院，從其嚴重破壞程度來評定，烈度不低于9度。
海城地震，在大石橋盤龍山高差58m的兩個測點上收到的強余震加速度記錄表明，孤突地形上的地面大加速度，比坡腳平地上的加速度平均大1.84倍。
1970年通海地震的宏觀調(diào)查數(shù)據(jù)表明，位于孤立的狹長山梁頂部的房屋，其震害程度所反映的烈度，比附近平坦地帶的房屋約高出一度。
2008年汶川地震中，陜西省寧強縣高臺小學(xué)，由于位于近20米高的孤立的土臺之上，地震時其破壞程度明顯大于附近的平坦地帶。
       因此，當(dāng)需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石和強風(fēng)化巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建筑時，除保證其在地震作用下的穩(wěn)定性外，尚應(yīng)考慮局部突出地形對地震動參數(shù)的放大作用，這對山區(qū)建筑的抗震計算十分必要

03  實施與檢查控制

（1）實施

      1)   根據(jù)歷次地震宏觀震害經(jīng)驗和地震反應(yīng)分析結(jié)果，局部突出地形地震反應(yīng)的總體趨勢，大致可以歸納為以下幾點：

高突地形距離基準(zhǔn)面的高度愈大，高處的反應(yīng)愈強烈；
離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離愈大，反應(yīng)相對減??；
從巖土構(gòu)成方面看，在同樣地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖質(zhì)結(jié)構(gòu)大；
高突地形頂面愈開闊，遠離邊緣的中心部位的反應(yīng)是明顯減小的；
邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。

(2）  基于以上變化趨勢，以突出地形的高差Ｈ，坡降角度的正切H/L以及場址距突出地形邊緣的相對距離L1/H為參數(shù)，歸納出各種地形的地震力放大作用如下
圖片

 按上述方法的增大系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)范條文的要求，即局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù)的計算值，小于1.1時，取1.1，大于1.6時，取1.6。

( 3)   按表4，局部突出地形地震影響系數(shù)的增大幅度存在取值為0的情況，但不能據(jù)此簡單地將此類場地從抗震不利地段中劃出，而應(yīng)根據(jù)地形、地貌和地質(zhì)等各種條件綜合判斷。
  

（4）  條文中規(guī)定的增大幅度0.6是根據(jù)分析結(jié)果和綜合判斷給出的，本條的規(guī)定對各種地形，包括山包、山梁、懸崖、陡坡都可以應(yīng)用。

 （5）   條文要求放大的僅是水平向的地震影響系數(shù)大值，豎向地震影響系數(shù)大值不要求放大。

    檢查巖土工程勘察報告，復(fù)核建筑場地的高度、坡降角度和至臺地邊緣的距離，確定增大系數(shù)的合適取值。




                                     特   別  申  明
     本文關(guān)于《通用規(guī)范》的若干解讀，僅供對規(guī)范條文理解時參考使用，不具備任何法律約束力。