首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之六十三——美标钢结构抗震(15)

海外工程十五年之六十三——美标钢结构抗震(15)

3.4什么是场地类别,为什么重要?

当地震发生时,影响建筑场地震动强度的主要因素,以及这种震动的潜在破坏力是:

•地震的震级;

•现场与断层的距离;

•断层破裂方向;

•地震震动在接近现场时传播的岩石特性;

•现场土壤的性质。

一般而言,软压缩性土在长周期(0.5秒或更高)放大振动,而在短周期内容下,则会减弱振动。相反,坚硬、相对不可压缩的土壤往往会减弱长周期运动。

建筑规范和SEI/ASCE7采用了场地类别的概念,以相对简单的方式对场地在不同周期范围内放大或减弱运动的趋势进行分类。由于相对于地表的上部100英尺(30米)范围内的土壤特性对建筑物和类似建筑物结构的震动影响最大,因此根据该区域内土壤的平均性质确定场地等级。规范中指定了六种不同的场地类别,分别标记为ABCDEF

A类场地相当于非常坚硬和合格的岩石,包括花岗岩、石英和类似石头。

B类场地对应于软沉积岩,包括砂岩、粘土岩、粉砂岩和类似材料。

C类场地对应于以密实砂、砾石和非常坚硬的粘土为代表的坚固场地条件。

D类场地相当于平均场地条件,包括中等密度的粒状土和硬粘土。

E类场地相当于具有高塑性和压缩性的土壤,特别是包括软弱粘土、松散饱和粉土和类似材料。

F类场地对应于不稳定且可能经历液化等影响的土壤。

SEI/ASCE 7规定了使用现场土壤的可测量物理特性(包括剪切波速和剪切强度)来确定场地类别的方法。如果不进行特定场地分析,只要不符合E类或F类场地,规范允许假设场地符合D类场地。

3.5特定场地地震危险性研究的优势是什么?

场地特定地震危险性研究有两个基本组成部分。

•根据重现期的函数,对现场基岩表面的震动强度进行概率测定。这是通过考虑一个地区已知存在的每一个断层,并估计这些断层上可能发生的地震的震级、每个断层上发生这种地震的概率,以及假定这些地震发生时现场基岩可能发生的地面震动强度。这是美国地质勘探局在编制包含在建筑规范中的国家地震灾害图时遵循的过程。然而,当美国地质勘探局制作这些地图时,他们对美国境内1公里乘以1公里的网格上的每个地点都进行了这项工作,使得某些地点的地图有些不准确。此外,随着地震学知识的增加,地震学家可能会改变对某些断层上可能发生地震的看法,以及它们发生的频率。因此,特定场地的危险性分析可以改进对场地可能发生的震动的评估。

•进行现场响应分析,以确定地面震动的强度,因为震动从基岩顶部向上传播到地表。与使用SEI/ASCE 7中包含的默认场地类别相比,这可用于更准确地反映场地类别对震动强度的影响。场地反应分析还可用于确定地基改良技术(如土壤密实化)是否能有效降低结构将经历的振动效应强度。

对于大多数场地和项目,没有必要进行特定场地的地震危险性研究,因为使用规范中包含的地图和场地类别系数获得的地面运动参数提供了足够准确的结果。有时使用特定于场地的危险分析,可以通过更准确地表示与附近断层有关的危险和场地影响,使结构的设计力减少20%

对于大型项目,这可以带来可观的经济节约。对于非常重要的结构,如发电厂、炼油厂和非常高的建筑物,通常也要进行现场特定的危险性研究,以确保设计足以确保在实际发生地震时结构的良好性能。


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作者: ganggouren

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