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门窗幕墙月刊
怎样正确理解和贯彻防震减灾法和抗震新规范
                                  怎样正确理解和贯彻防震减灾法和抗震新规范
                                                 中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会专家  张 芹    
汶川地震发生后,从5月13日开始,国家和地方地震、建设主管部门派出了数千名工程技术人员奔赴地震灾区,对震损房屋建筑开展调查、收集资料、采集样本工作,取得了十分宝贵的第一手资料,在调查取得的第一手资料的基础上对震损建筑进行快速评估、鉴定,建立完整的档案,这些资料为我国防震减灾法和工程建设抗震规范和标准的修订了提供科学依据。
中华人民共和国主席令第7号公布由中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第六次会议于2008年12月27日通过的《中华人民共和国防震减灾法》。
住房和城乡建设部依据汶川地震对震损建筑评估、分析和必要的计算,判别震害原因,对《建筑抗震设计规范》、《建筑工程抗震设防分类标准》进行了修订,于2008年8月1日发布了《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008,从2008年8月1日起实施。贯彻抗震新规范是继抗震紧急救援后刻不容缓的任务,也是各级政府和工程技术人员的责任。我门现在不能局限于对震害做简单描述,而是要认真学习抗震新规范,研究如何在建筑幕墙工程中贯彻抗震新规范,从而使我国房屋建筑和工程设施的抗震能力得到进一步提高,建造更为耐震的建筑结构(建筑幕墙)。
一. 防震减灾法有关内容:
中华人民共和国主席令 第7号公布由中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第六次会议于2008年12月27日通过的《中华人民共和国防震减灾法》。
中华人民共和国防震减灾法与建筑幕墙有关的内容有:
第三条        防震减灾工作,实行预防为主、防御与救助相结合的方针。
第四条  县级以上人民政府应当加强对防震减灾工作的领导,将防震减灾工作纳入本级国民经济和社会发展规划,所需经费列入财政预算。
第五条  在国务院的领导下,国务院地震工作主管部门和国务院经济综合宏观调控、建设、民政、卫生、公安以及其他有关部门,按照职责分工,各负其责,密切配合,共同做好防震减灾工作。
    县级以上地方人民政府负责管理地震工作的部门或者机构和其他有关部门在本级人民政府领导下,按照职责分工,各负其责,密切配合,共同做好本行政区域的防震减灾工作。
第三十四条  国务院地震工作主管部门负责制定全国地震烈度区划图或者地震参数区划图。
国务院地震工作主管部门和省、自治区、直辖市人民政府负责管理地震工作的部门或者机构,负责审定建设工程的地震安全评价报告,确定抗震设防要求。
第三十五条  新建、扩建改建建设工程,应当达到抗震设防要求。
重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,应当按照国务院有关规定进行地震安全性评价,并按照经审定的地震安全性评价报告所确定的抗震设防要求进行抗震设防。建设工程的地震安全性评价单位应当按照国家有关标准进行地震安全性评价,并对地震安全性评价报告的质量负责。
前款规定以外的建设工程,应当按照地震烈度区划图或者地震动参数区划图所确定的抗震设防要求进行抗设防;对学校、医院等人员密集场所的建设工程,应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计和施工,采取有效措施,增强抗震设防能力。
第三十六条  有关建设工程的强制性标准,应当与抗震设防要求相衔接。
第三十八条  建设单位对建设工程的抗震设计、施工的全过程负责。
设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计,并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。
施工单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准进行施工,并对施工质量负责。
建设单位、施工单位应当选用符合施工图设计文件和国家有关标准规定的材料、构配件和设备。
工程监理单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准实施监理,并对施工质量承担监理责任。
第三十九条  已经建成的下列工程,未采取抗震设防措施或者抗震设防措施未达到抗震设防要求的,应当按照国家有关规定进行抗震性能鉴定,并采取必要的抗震加固措施:
(一)   重大建设工程;
(二)   可能发生严重次生灾害的建设工程;
(三)   具有重大历史、科学、艺术价值或者重要纪念意义的建设工程;
(四)   学校、医院等人员密集场所的建设工程;
(五)   地震重点监视防御区内的建设工程。
第九十二条  本法下列用语的含义:
(一)地震监测设施,是指用于地震信息检测、传输和处理的设备、仪器和装置以及配套的监测场地。
(二)地震观测环境,是指按照国家有关标准划定的保障地震监测设施不受干扰、能够正常发挥工作效能的空间范围。
(三)重大建设工程,是指对社会有重大价值或者有重大影响的工程。
(四)可能发生严重次生灾害的建设工程,是指受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸,或者剧毒、强腐蚀性、放射性物质大量泄漏,以及其他严重次生灾害的建设工程,包括水库大坝和贮油、贮气设施,贮存易燃易爆或者剧毒、强腐蚀性、放射性物质的设施,以及其他可能发生严重次生灾害的建设工程。
(五)地震烈度区划图,是指以地震烈度(以等级表示的地震影响强弱程度)为指标,将全国划分为不同抗震设防要求区域的图件。
(六)地震动参数区划图,是指以地震动参数(以加速度表示地震作用强弱程度)为指标,将全国划分为不同抗震设防要求区域的图件。
 
二.抗震规范修订主要内容:
1.《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001(2008年版)
3.1.1  所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223确定其抗震设防类别。
3.1.2  (删除)
3.1.3  各抗震设防类别建筑的抗震设防标准,均应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的要求。
根据国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》第1号修改单(国标委服务函[2008]57号)对四川、甘肃、陕西部分地区地震动参数的相关规定,对汶川地震后相关地区县级及县级以上城镇的中心地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组加以调整。
附录我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组
注:本附录一般把“设计地震第一、二、三组”简称为“第一组、第二组、第三组”。
[修订说明]
根据国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》第1号修改单(国标委服务函[2008]57号)对四川、甘肃、陕西部分地区地震动参数的相关规定,对汶川地震后相关地区县级及县级以上城镇的中心地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组加以调整。
A.0.20  四川省
    1  抗震设防烈度不低于9度,设计基本地震加速度值不小于0.40g:
第一组:康定,西昌
2  抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g:
第一组:冕宁*
3         抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:
第一组:道孚,泸定,甘孜,炉霍,石棉,喜德,普格,宁南,德昌,理塘,茂县,汶川,宝兴
第二组:松潘,平武,北川(震前),都江堰
第三组:九寨沟
4  抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:
第一组:巴塘,德格,马边,雷波
第二组:越西,雅江,九龙,木里,盐源,会东,新龙,天全,芦山,丹巴,安县,青川,江油,绵竹,什邡,彭州,理县,剑阁*
     第三组:荥经,汉源,昭觉,布拖,甘洛
    5  抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g:
第一组:乐山(除金口河外的3个市辖区),自贡(4个市辖区),宜宾,宜宾县,峨边,沐川,屏山,得荣
第二组:攀枝花(3个市辖区),若尔盖,色达,壤塘,马尔康,石渠,白玉,盐边,米易,乡城,稻城,金口河,峨眉山,雅安,广元(3个市辖区)中江,德阳,罗江,绵阳(2个市辖区)
第三组:名山,美姑,金阳,小金,会理,黑水,金川,洪雅,夹江,邛崃,蒲江,彭山,丹棱,眉山,青神,郫县,温江,大邑,崇州,成都(8个市辖区),双流,新津金堂,广汉
    6  抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0. 05g:
第一组:泸州(3个市辖区),内江(2个市辖区),宣汉,达州,达县,大竹,邻水,渠县,广安,华蓥,隆昌,富顺,泸县,南溪,江安,长宁,高县,珙县,兴文,叙永,古蔺,资阳,仁寿,资中,犍为,荣县,威远,通江,万源,巴中,阆中,仪陇,西充,南部,射洪,大英,乐至
    第二组:梓潼,筠连,井研,阿坝,南江,苍溪,旺苍盐亭,三台,简阳
    第三组:红原
A.0.24  陕西省
    1  抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:
第一组:西安(8个市辖区),渭南,华县,华阴,潼关,大荔
第二组:陇县
    2  抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:
第一组:咸阳(2个市辖区及杨凌特区),宝鸡(2个市辖区),高陵,千阳,岐山,凤翔,扶风,武功,兴平,周至,眉县,宝鸡县,三原,富平,澄城,蒲城,泾阳,礼泉,长安,户县,蓝田,韩城,合阳
第二组:凤县,略阳
    3  抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为010g:
第一组:安康,平利,乾县,洛南
第二组:白水,耀县,淳化,麟游,永寿,商州,铜川(2个市辖区)*,柞水*,勉县宁强,南郑,汉中
第三组:太白,留坝
    4  抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g:
第一组:延安,清涧,神木,佳县,米脂,绥德,安塞,延川,延长,定边,吴旗,志丹,甘泉,富县,商南,旬阳,紫阳,镇巴,白河,岚皋,镇坪,子长*
    第二组:府谷,吴堡,洛川,黄陵,旬邑,洋县,西乡,石泉,汉阴,宁陕,城固    
第三组:宜川,黄龙,宜君,长武,彬县,佛坪,镇安,丹凤,山阳
A.0.25  甘肃省
    1  抗震设防烈度不低于9度,设计基本地震加速度值不小于0.40g:
第一组:古浪
    2  抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g:
第一组:天水(2个市辖区),礼县
第二组:平川区,西和
    3  抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:
第一组:菪昌,肃北
第二组:兰州(4个市辖区),成县,徽县,康县,武威,永登,天祝,景泰,靖远,陇西,武山,秦安,清水,甘谷,漳县,会宁,静宁,庄浪,张家川,通渭,华亭,陇南,文县
第三组:两当,舟曲
    4  抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:
第一组:康乐,嘉峪关,玉门,酒泉,高台,临泽,肃南
第二组:白银(白银区),永靖,岷县,东乡,和政,广河,临潭,卓尼,迭部,临洮,渭源,皋兰, 崇信,榆中,定西,金昌,阿克塞,民乐,永昌,红古区
第三组:平凉
    5 抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为010g:
第一组:张掖,合作,玛曲,金塔,积石山
第二组:敦煌,安西,山丹,临夏,临夏县,夏河,碌曲,泾川,灵台
第三组:民勤,镇原,环县
    6  抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g:
第二组:华池,正宁,庆阳,合水,宁县
第三组:西峰
2.《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
1.0.3  抗震设防区的所有建筑工程应确定其抗震设防类别。
新建、改建、扩建的建筑工程,其抗震设防类别不应低于本标准的规定。
3.0.2  建筑工程应分为以下四个抗震设防类别:
1特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。
2 重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑。简称乙类。
3 标准设防类:指大量的124款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。
4 适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。
3.0.3  各抗震设防类别建筑的抗震设防标准,应符合下列要求:
    1 标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3  特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
注:对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑,当改用抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要求时,允许按标准设防类设防。
提示:A.各行业建筑的抗震设防类别参见GB50223-2008  4~8
B.按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施的具体做法参见GB50011  8.3.1、8.3.2等。
C.如果工程所在地未进行地震安全性评价,可参照下表确定其地震作用。     
 
                      项  目 
设计基
设计方法       本地震加速度 (g)                     
GB50011规定的抗震设防基本烈度参数(标准设防类、重点设防类抗震设防标准用参数)
特殊设防类抗震设防标准用参数
时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值cm/s2(Gal)
0.05
18
35 (0.10g)
0.10
35
55 (0.15g)
0.15
55
70 (0.20g)
0.20
70
110 (0.30g)
0.30
110
140 (0.40g)
0.40
140
200 (0.60g)
标准反应谱法(水平地震影响系数最大值
αmax
0.05
0.04
0.08 (0.10g)
0.10
0.08
0.12 (0.15g)
0.15
0.12
0.16 (0.20g)
0.20
0.16
0.24 (0.30g)
0.30
0.24
0.32 (0.40g)
0.40
0.32
0.45 (0.60g)
第一水准烈度的烈度比第二水准烈度的烈度低1.55度,地震烈度增加一度,加速度增加一倍,烈度降低一度,加速度降低1/2,烈度降低半度,加速度降低1/(2)1/2,烈度降低一度半,相当于加速度降低到1/2×1/(2)1/2=1/2.83,烈度降低1.55度,则加速度降低到≈1/3。
0.80(g) 10度  降低半度(9.5度)0.8×1/(2)1/2=0.56 (g)  0.60(g)相当降低0.4度  0.60(g) 相当于9.6度;
0.40(g) 9度  降低半度(8.5度) 0.4×1/(2)1/2=0.28 (g)  0.30(g)相当降低0.4度  0.30(g) 相当于8.6度;
0.20(g) 8度   降低半度(7.5度) 0.2×1/(2)1/2=0.14(g)  0.15(g)相当降低0.4度  0.15(g) 相当于7.6度;
 
二. 怎样理解和执行《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第3.0.3条:
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2 重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;------同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;------同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定:《建筑抗震设计规范》与《中国地震动参数区划图》
(GB18306—2000)配套实施。
《中国地震动参数区划图》直接采用地震动参数,不再采用地震基本烈度。现行有关技术标准中涉及
地震基本烈度概念的,应逐步修正。在技术标准等尚未修订(包括局部修订)之前,可以参照下述方法确定:
a)抗震设计验算采用《中国地震动参数区划图》提供的地震动参数
b)当涉及地基处理,构造措施或其它防震减灾措施时,地震基本烈度参数值可由《中国地震动区划图》查取地震动峰值加速度并按(GB18306—2000)表D1确定,也可根据需要做更细微的划分。
例如《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)附录A规定:
A.0.24  陕西省
    1  抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:
第一组:西安(8个市辖区),---
西安市重点设防类,按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施,即按抗震设防烈度9度的要求加强其抗震措施;按设计基本地震加速度值为0.20g确定其地震作用。
西安市特殊设防类,按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,即按抗震设防烈度9度的要求加强其抗震措施;按批准的地震安全性评价的结果且高于设计基本地震加速度值为0.20g的要求(例如0.30g)确定其地震作用。
三. 铝合金构件抗震构造措施
 特殊设防类、重点设防类高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施的具体做法补充如下
A . 为执行GB50011-2001(2008年版)、GB50224-2008关于特殊设防类、重点设防类抗震构造措施的要求,对GB50429作如下补充:
表5.2.1-1       受压板件全部有效的最大宽厚比
硬化程度
烈度
加劲板件、中间加劲(肋)板件
非加劲板件、边缘加劲(肋)板件
非焊接
焊接
非焊接
焊接
弱硬化
6、7
21.5ε(ηk' )1/2
17ε(ηk' )1/2
6ε(ηk' )1/2
5ε(ηk' )1/2
8
20ε(ηk' )1/2
16ε(ηk' )1/2
5.5ε(ηk' )1/2
4.5ε(ηk' )1/2
9
18ε(ηk' )1/2
15ε(ηk' )1/2
5ε(ηk' )1/2
4ε(ηk' )1/2
强硬化
6、7
17ε(ηk' )1/2
15ε(ηk' )1/2
5ε(ηk' )1/2
4ε(ηk' )1/2
8
16ε(ηk' )1/2
14ε(ηk' )1/2
4.5ε(ηk' )1/2
3.7ε(ηk' )1/2
9
15ε(ηk' )1/2
13ε(ηk' )1/2
4ε(ηk' )1/2
3.3ε(ηk' )1/2
注:1   表中ε=(240 / f 0.21/2  f 0.2按附录A确定。
   2  η为加劲肋修正系数,应按第5.2.6条采用,对于不带加劲肋的板件, η=1.
    3   k' =k/k0  其中k为不均匀受压情况下的板件局部稳定系数,应按第5.2.2条采用。对于均匀受压板件, k' =1.0。对于加劲板件或中间加颈板件,k0=4 ;对于非加劲板件或边缘加劲板件 , k0=0.425 。
 
 
表5.2.1-1           受压园管截面的最大径厚比
硬化程度
烈度
非焊接
焊接
弱硬化
6、7
50(240 / f 0.2
35(240 / f 0.2
8
45(240 / f 0.2
33(240 / f 0.2
9
40(240 / f 0.2
30(240 / f 0.2
强硬化
6、7
35(240 / f 0.2
25(240 / f 0.2
8
33(240 / f 0.2
22(240 / f 0.2
9
30(240 / f 0.2
20(240 / f 0.2
表4.5.4          受压构件的容许长细比
序号
烈度
构件名称
容许长细比
1
6、7
柱、桁架的杆件
150
柱的缀条
8
柱、桁架的杆件
120
柱的缀条
9
柱、桁架的杆件
100
柱的缀条
2
6、7
支撑
200
用以减小受压构件长细比的杆件
8
支撑
180
用以减小受压构件长细比的杆件
9
支撑
150
用以减小受压构件长细比的杆件
  注:1  桁架(包括空间桁架)的受压腹杆,当其内力等于或小于承载能力的50%时,容许长细比值可取200。
     2  计算单角铝受压构件的长细比时,应采用角铝的最小回转半径,但计算在交叉点互相连接的交叉杆件平面外的长细比时,可采用与角铝肢边平行轴的回转半径。
 3  跨度等于或大于60m的桁架,其受压弦杆和端压杆的容许长细比宜取100,其他受压腹杆可取150(承受静力
荷载)。
4         由容许长细比控制截面的杆件,在计算其长细比时,可不考虑扭转效应。
4.5.5受拉构件的长细比不宜超过表4.5.5的容许值。
                    表4.5.5    受拉构件的容许长细比
序号
烈度
构件名称
一般建筑结构(承受静力荷载)
1
6、7
桁架的杆件
350
8
300
9
250
2
6、7
其他杆件、支撑、系杆等
400
8
350
9
300
    注:1承受静力荷载的结构中,可仅计算受压构件在竖向平面内的长细比。
        2受拉构件在永久荷载与风荷载组合下受压时,其长细比不宜超过250。
        3跨度等于或大于60m的桁架,其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300(承受静力荷载)。
B . 为执行GB50011-2001(2008年版)、GB50224-2008关于特殊设防类、重点设防类抗震构造措施的要求, 对JGJ102-2003作如下补充:
6.2.1 横梁截面主要受力部位的厚度,应符合下列要求:
        截面自由挑出部位(图6.2.1α)和双侧加劲部位(图6.2.1b)的宽厚比b0/t应符合表6.2.1的要求:
  
               6.2.1 横梁的截面部位示意                     
                   
 
 
6.2.1      横梁截面宽厚比b0/t限值
截面部位
烈度
铝型材
钢型材
6063-T5    6061-T4
6063A-T5
6063-T6     6063A-T6
6061-T6
Q235
Q345
自由挑出
67
17
15
13
12
15
12
8
16
14
12
11
14
11
9
15
13
11
10
13
10
双侧加劲
67
50
45
40
35
40
33
8
45
40
37
33
37
31
9
40
35
33
30
33
28
四. 如何制定新版“建筑幕墙设计说明书”
建筑幕墙设计说明书内容作如下修改:
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工程所在地区:    省(市)      县(市)
基本参数
基本风压:      KPa
地面粗糙度类别:     类
抗震设防烈度:   度
设计基本地震加速度:    g
设计地震分组:第  组
本工程抗震设防标准:
抗震设防类别:           类;
按   度采取抗震措施;
时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为:  cm/s2Gal);
标准反应谱法水平地震影响系数最大值αmax取为:     
例如:西安市重点设防类
工程所在地区:陕西省西安市
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基本参数
基本风压: 0.35KPa
地面粗糙度类别: B 类
抗震设防烈度:  8 度
设计基本地震加速度:0.20g
设计地震分组:第 一 组
本工程抗震设防标准
抗震设防类别: 重点设防类
按 9度采取抗震措施
时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为:  70cm/s0.20 g
标准反应谱法水平地震影响系数最大值αmax取为:0.16   0.20 g
 
 
西安市特殊设防类
工程所在地区:陕西省西安市
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基本参数
基本风压: 0.35KPa
地面粗糙度类别: B 类
抗震设防烈度:  8 度
设计基本地震加速度:0.20g
设计地震分组:第 一 组
本工程抗震设防标准
抗震设防类别: 特殊设防类
按 9度采取抗震措施
时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为:  110cm/s2       0.30 g
标准反应谱法水平地震影响系数最大值αmax取为:0.24      0.30 g