印尼結構設計規(guī)范中風荷載、抗震設計參數(shù)介紹

沈健

摘要：本文以一個具體的工程實例，論述如何將印尼規(guī)范中的基本風壓及地震設計參數(shù)轉換成中國規(guī)范的，為那些位于印度尼西亞，以中國規(guī)范進行設計的工程，提供最基本的兩類設計參數(shù)。

關鍵詞：印度尼西亞 基本風壓 抗震設計參數(shù)

1.前言

隨著國家的“一帶一路”戰(zhàn)略不斷推進，同時國內(nèi)市場日益飽和，競爭白日化，國內(nèi)越來越多的建筑工程企業(yè)選擇在海外開拓市場。印尼作為東南亞的地區(qū)發(fā)展中大國，幅員遼闊，人口眾多，也是“一帶一路”戰(zhàn)略上的重要一環(huán)，是不少中資企業(yè)投資重要的目的國。目前，中國在印尼的建設工程項目中許多是有中方負責設計、采購、施工、試運行等全過程的EPC整包項目，其中許多采用的是中國規(guī)范進行設計。這要求在設計開始前提供最基本的技術參數(shù)，其中最重要的基本風壓、抗震烈度，為隨后的初步及詳細設計、概預算提供基礎數(shù)據(jù)。

2.項目背景

印尼是世界上最大的島國，橫跨亞洲和大洋洲，由約17508個島嶼組成，號稱“千島之國”。地跨赤道，很大部分面積屬于赤道無風帶，無臺風、颶風等極端惡劣的，但是很多島嶼內(nèi)部多山，從海邊到內(nèi)陸地形變化復雜，風的特性難免復雜。項目位于印尼西南部的東努沙登加拉群島中的帝汶島海邊，東經(jīng)125°34'，南緯8°34'，近赤道，屬于赤道無風帶。[1]

同時，印尼全國大部分地區(qū)都位于環(huán)太平洋地震帶上，屬于地震多發(fā)國家。根據(jù)地質勘察報告，帝汶島是無火山的外班達弧的一部分，它處在亞洲板塊和澳大利亞板塊的碰撞縫合帶上本次勘察場區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)穿越第四系晚更新統(tǒng)的活動斷裂，本工程建設區(qū)的區(qū)域地質構造是相對穩(wěn)定的。

項目總承包方為中國某公司，由采用中國規(guī)范、標準進行設計施工。項目總占地面積55800㎡，建筑面積11300㎡，主要單體有門式剛架結構主廠房、多層框架結構辦公樓和部分室外罐體。

2.基本風壓的取值

（1）相關規(guī)范介紹

目前，印尼所有的標準由1997年成立的國家標準局the Agency for National Standardization （BSN） 負責統(tǒng)一管理實施，與建筑物風荷載相關規(guī)范標準主要有，如表1所示：

SNI 03-2397-1991 Guidelines for the design of a wind proof simple buildings——《簡易建筑防風設計規(guī)范》[2]，主要是為印尼最主要的建筑—廣袤的農(nóng)村地區(qū)及郊區(qū)簡單的平房制定，為了普及民眾建筑結構的防風知識，增加建筑的安全性能，減少風災的損失，為設計人員和建造人提供最基本的技術知識和參考做法。這本規(guī)范非常的通俗易懂，甚至沒有提供計算公式，可以作為印尼的普通民房的防風手冊使用。而我國企業(yè)在印尼的項目多是那些工業(yè)項目或者多高層住宅項目，其參考意義不大。

SNI 03-1727-1989 Guidelines for the load design of houses and buildings——

《房屋建筑荷載設計規(guī)范》，相較前者，提出了更多更專業(yè)的設計原則，應用范圍更加廣泛，可以在多高層建筑和大型建筑物設計中使用，相當于中國目前結構設計中必須用到的GB50009-2012《建筑結構荷載規(guī)范》的地位。但是這個規(guī)范也有局限性，內(nèi)容遠不及國標規(guī)范豐富。

（2）本實例基本風壓計算轉換過程

SNI 03-1727-1989規(guī)定了基本風壓最小值為25kg/㎡，在海岸線5km以內(nèi)為40kg/㎡，同時給出一個簡單的 基本風壓計算公式：

，

采用的也是伯努利方程，但是沒有給出推導過程，其中的基本風速為C類粗糙度開闊平坦場地，離地10m，時距為3s，重現(xiàn)期為50年的最大平均風速，與美國規(guī)范基本相同。另外，還給出了幾種不同體型的體型系數(shù)，包括封閉式和開放式，與中國規(guī)范相比，類型要少。

其中，本項目的基本風速有業(yè)主提供，v=33 m/s， 但是此處的基本風速要經(jīng)過轉化。根據(jù)相關文獻[3]，國內(nèi)外學者統(tǒng)計出來了不同情況下的近似比值。

重現(xiàn)期均為50年，風速儀的高度均為10m，重現(xiàn)期換算系數(shù)及風速儀高度換算系數(shù)均為1。

業(yè)主提供的當?shù)鼗撅L速換算成國標規(guī)范的基本風速為：

=33m/s÷1.5=22m/s

即 P=22m/s×22m/s÷16=30.25kg/㎡。因為工程地點位于海岸線五公里以內(nèi)，因而此處基本風壓取40kg/㎡，即0.40kN/㎡。

3.抗震設計參數(shù)取值

（1）中國的《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）[4]規(guī)定；抗震設防的三個水準標準目標，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。小震，即“多遇地震”，規(guī)范定義為50年內(nèi)超越概率約為63%的地震烈度為對應于統(tǒng)計“眾值”的烈度，比基本烈度約低一度半，重現(xiàn)期為50年；中震，50年超越概率約為10%的地震烈度，即1990中國地震區(qū)劃圖規(guī)定的“地震基本烈度”或為中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的峰值加速度所對應的烈度，規(guī)范取為第二水準烈度，稱為“設防烈度”，重現(xiàn)期為475年，抗震設計時定義此標準下的地震烈度為設防烈度，比眾值烈度大1.55度。；大震，50年超越概率2%～3%的地震烈度，稱為“罕遇地震”，重現(xiàn)期為1600年～2400年。印尼規(guī)范[4]規(guī)定的是，設防抗震標準為50年的概率超越概率為10%，重現(xiàn)期為500年，基本相當于中國規(guī)范的“中震”，但是，印尼抗震規(guī)范[5]中，給出了基巖地震加速度的區(qū)劃圖，如下表所示。

國內(nèi)規(guī)范中：建筑的場地類別，應根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度劃分為四類，其中I類分為I0， I1兩個亞類。印尼抗震規(guī)范土類別的劃分與國內(nèi)的不同，是由平均剪切波速 、標準貫入擊數(shù) 以及不排水抗剪強度 共同確定的，如表2所示。

基巖的峰值加速度通過其覆蓋土層傳遞至地面，土層越軟，傳遞過程中的放大作用越大。印尼規(guī)范給出了基巖峰值加速度與地面峰值加速度之間的對應關系，如表3所示。

因此，我們可以根據(jù)地勘報告提供的平均剪切波速 、標準貫入擊數(shù) 以及不排水抗剪強度 ，在表二上查得土的類別，查表三得基巖對應的地面峰值加速度。

由印尼地震區(qū)域圖可知，項目地點位于5區(qū)域，其場地類別為中硬土（初步勘察報告），其地面峰值加速度為0.32g?？紤]到重現(xiàn)期的不同造成地震烈度的不同，從而引起地面加速度的略大于0.3g，故近似轉換為重現(xiàn)期為475年的中國規(guī)范為8度0.3g。

4.結語

目前，印尼制定的建筑設計規(guī)范還不完善，深度也不夠?，F(xiàn)場提供的歷史上氣象，地震及其他技術資料數(shù)據(jù)較少，同時又往往缺乏類似項目的參考。因此，我們應該在充分解讀該國設計規(guī)范的前提下，結合工程實際情況，相對保守地給相關參數(shù)取值。

參考文獻

[1] 王受業(yè)，印度尼西亞[K] 北京：社會科學文獻出版社 2006

[2] SNI 03-2397-1991， Guidelines for the design of a wind proof simple buildings[S] BSN Jakarta， Indonesia

[3] 張相庭，工程結構風荷載理論和抗風計算手冊[K] 上海：同濟大學出版 1990

[4] GB50011-2010，建筑結構抗震設計規(guī)范[S] 北京：中國建筑工業(yè)出版社 2010

[5] SNI 03-1726-2002 ，Seismic Resistant Design Standard for Building Structures[S] BSN， Jakarta， Indonesia