美国UBC规范之地震荷载介绍对比

中美混凝土抗震设计规范对比1概述近来我国在国际上承担的工程项目越来越多，很多国家和地区都要求采用美国规范设计，因此有必要学习美国规范，并了解美国规范与我国规范间的差异。

本文对比了中美两国规范中关于荷载组合、抗震设计基本原则（主要对比抗震设防目标和水准、建筑设计和建筑结构的规则性这两方面的内容）、抗震设计方法这三方面的内容。

对比的规范介绍如下：1、ASCE/SEI 7-10：是按概率极限状态设计原则和结构可靠度理论编制的，统一了美国各种结构设计规范的基本设计原则和荷载取值标准(包括地震作用的取值标准)及荷载效应的组合原则和计算公式、荷载分项系数及组合系数的取值规定等，类似于我国的荷载规范，并包括了类似于我国抗震规范中的抗震设防标准、地震动参数及地震作用的取值标准等内容。

2、UBC 97：Uniform Building Code, UBC——《统一建筑规范》是美国第一个带有建筑抗震内容的规范，第一版于1927年出版，由“国际建筑官员协会”（International Conference of Building Officials，即ICBO）出版发行，主要用于美国西部各州，是被广泛采用的规范之一。

3、IBC-2003：IBC规范第一版于2000年颁布，每三年修订一次，自此, 其他3本通用规范便不再更新, IBC 规范逐渐成为了美国全国唯一的通用建筑规范。

IBC规范的颁布与实施，取代了UBC、SBC和NBC等规范，从而使美国的新建建筑规范达到了统一。

在抗震设计方面，IBC大多引用了ASCE 7-10的内容。

可以把IBC视为一个规范门户，由它通向各个专门规范。

4、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）：《建筑抗震设计规范》是中华人民共和国国家标准，由中华人民共和国住房和城乡建设部主编。

按该规范进行抗震设计的建筑，其基本的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

【拓展知识1-6】中、美、欧、日抗震设计规范比较（1）抗震设防目标我国《建筑抗震设计规范》( GB50011—2010 )是“三水准设防目标”，即小震不坏，中震可修，大震不倒，分别对应于以50 年超越概率63% ，10% 和2% ～3% 的地震作用。

UBC 1997 抗震设防目标是“避免结构倒塌和人身伤亡”，采用单一的设防水准，即以50 年超越概率10% 的地震作用，地震设计重现期为475 年，作为基准设防地震作用。

IBC 2000 的抗震目标是“每个结构和结构部分，包括永远附在结构上的非结构组件、结构支撑物和附属结构都要设计并建为可抵抗ASCE 7 所指地震移动产生的效应”，而ASCE 7的抗震目标是“为设计、建造抗震建筑提供参考标准”。

其地震设计重现期是50 年内超越概率2% 的地震作用，重现期为2 500 年，作为基准设防地震作用。

（2）场地分类场地是决定地震作用的一个关键因素。

按照场地土的剪切波速，GB50011—2010 将场地土分为Ⅰ～Ⅳ四类，UBC 将场地分为SA ～SF 五类，相应于IBC 的A ～ F 五类。

表1.1中是其对应关系。

IBC，ASCE 7 和UBC 均指出“如果场地的土壤特性具体信息不充分，不能确定场地的级别，则划分其为D 类场地”。

表1-1. IBC(ASCE 7),UBC和GB50011-2010的场地类别（3）地震反应谱曲线GB50011—2010 根据全国各地地震烈度的不同，把全国分为6，7，8，9度四个设防烈度区，并把地震分为多遇地震和罕遇地震两个水平，给出相应的水平地震影响系数最大值αmax。

并按近远震，分为三个地震设计组，和场地类别结合，给出特征周期T g。

根据αmax和T g给出反应谱曲线。

UBC 将全美国各地按照其烈度不同，分为5 个区，按烈度从小到大依次为0 度区、1 度区、2A 度区、2B 度区、3 度区和4度区。

对应不同的震区，有不同的震区影响系数Z，UBC 的地震影响系数曲线见图1.*。

ubc地震标准
UBC地震标准是指由美国加利福尼亚大学伯克利分校（University of California, Berkeley）制定的地震安全设计规范。

该标准旨在确保建
筑物在地震时具有足够的抗震性能，以保护居住者的安全。

UBC地震标准涉及建筑物在地震中的多个方面，包括结构设计、材料
使用、地基处理、地震隔离、震动减缓等。

其目标是确保建筑物在地
震中不受到重大损坏或崩塌，从而保障人们的生命财产安全。

在UBC地震标准中，建筑物被分为不同的地震烈度区，分别对应不同的地震烈度等级。

建筑物的抗震性能要求也随着地震烈度等级的提高
而不断提高。

同时，标准还规定了地震烈度等级下的最大加速度限值，要求建筑物的结构设计和材料使用能够承受这些加速度。

除了建筑结构本身的设计，UBC地震标准还要求对地基进行加固和处理，以防止在地震中出现液化或下沉等现象。

标准还提出了地震隔离
和震动减缓的概念，通过将建筑物与地面的接触面减至最小，从而降
低地震对建筑物的影响。

总之，UBC地震标准是一份全面而严格的地震安全设计规范。

其要求
建筑物的设计和建造能够承受不同程度的地震影响，保障人们的生命
财产安全。

在地震频发的地区，遵循UBC地震标准是一项必要的措施，可以降低地震对人们的影响。

基于UBC标准的大型设备地脚强度分析摘要：按照UBC 1997(美国统一建筑标准)对大型设备进行抗震分析。

关键词：UBC 1997(美国统一建筑标准)，大型设备地脚强度UBC 1997即美国统一建筑标准（1997年版），是美国建筑设计制造及大型设备安装统一标准。

现以一台实际设计用于纽约的大型设备为例，设计时需要对其地脚强度进行分析。

现对其分析过程进行简单的阐述：条件：设备总重量：12.7吨（124.9kN）,外形尺寸：4420mm×1676mm ×2870mm（长×宽×高），安装地美国纽约市，位于Zone 4。

（UBC1997标准根据地质情况将美国国土分为六个区域，分别是Zone 0，Zone 1，Zone 2A，Zone 2B，Zone 3，Zone 4）1、确定载荷情况根据UBC 1997第16节所述，凡是在使用载荷和阻力系数设计（强度设计）时，结构和其所有的组成部分应能承受以下组合因素载荷：Case 1: 1.2D＋1.6S＋0.8WCase 2: 1.2D＋0.5S＋1.3WCase 3: 1.2D＋1.0E ＋SCase 4: 0.9D±1.0ECase 5: 0.9D±1.3W其中：D为静载荷，S为雪载荷，W为风载荷，E为地震载荷。

由于该大型设备安装于户内，所以不需要考虑风载和雪载的情况。

属于CASE 4。

而此次校核的是大型设备地脚螺栓。

2、地脚载荷分析大型设备的主要尺寸和底座见图1~3。

图1前侧视图图2左侧视图图3底座视图2.1 地震载荷：0.7x y a V V V C Iw === 式中 V 为地震力，V x ，V y 为X 轴和Y 轴的地震力；C a 为地震系数，查表16-Q 得C a =0.44N a ,其中N a 为C a 在Zone4是近地震源系数，查表16-S 的N a =1.3。

I 为重要系数，查表16K 得C a =1.0 W 为设备总重量则 V =V x =V y =0.7×0.44×1.3×1.0×124.9=50 kN 2.2 大型设备地脚强度分析地震载荷作用于大型设备设备重心，其重心高度H m = 1219 mm （见图1），则由地震载荷所产生的弯矩M 为： M= V ×H m =50×1.219=61 kN ·m底座各地脚分别受到由地震载荷所产生的轴剪切力F bx ， F by ，以及由弯矩M 所产生的拉应力 F bz （见图1和图2）。