結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中地震動輸入問題的討論

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 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中地震動輸入問題的討論

(The discussion on the problem of Seismic Input in Aseismic Design)

摘要：地震動輸入的不確定性是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中最大的不確定性，針對抗震設(shè)計中往往只重視計算方法和計算模型的研究,而忽略輸入機制的情況,總結(jié)設(shè)計反應(yīng)譜地震動輸入機制的主要方法。對這種方法進行介紹、評價以及前景預(yù)測,使設(shè)計人員在抗震設(shè)計時可根據(jù)不同情況選擇最佳的輸入機制,以滿足抗震設(shè)計的需要。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計；地震波；地震動；反應(yīng)譜；

1 引言

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論涉及地震學、結(jié)構(gòu)工程學等多門學科知識，其內(nèi)容可概括為地震動輸入、結(jié)構(gòu)模型化、結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析及抗震設(shè)計原則四部分。

地震動輸入即是根據(jù)地震危險性分析的結(jié)果進行地震動區(qū)劃，對于重要的工程結(jié)構(gòu)甚至還需要進行地震動小區(qū)劃，從而確定工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準期內(nèi)具有不同超越概率的設(shè)計地震動參數(shù)；結(jié)構(gòu)模型化是指根據(jù)分析的目的和側(cè)重點對實際工程結(jié)構(gòu)進行必要的簡化，以使分析可行, 通常的結(jié)構(gòu)模型化包括結(jié)構(gòu)動力分析模型和結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)力模型的簡化；結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析則是采取適當?shù)挠嬎惴椒ǚ治鼋o定結(jié)構(gòu)在給定地震動輸入下的響應(yīng)；抗震設(shè)計原則是在經(jīng)濟政策指導下對震害經(jīng)驗、抗震原理以及工程經(jīng)驗的綜合技術(shù)成果，通常以技術(shù)法規(guī)的形式體現(xiàn)于各類工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計規(guī)范中。

上述四部分內(nèi)容既是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論必須研究的對象，同時又是具體工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計所應(yīng)遵循的步驟，四者彼此獨立又相互聯(lián)系，不可或缺。

本文旨在闡明結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中地震動輸入問題的討論。針對抗震設(shè)計中往往只重視計算方法和計算模型的研究，而忽略輸入機制的情況，總結(jié)設(shè)計反應(yīng)譜和時程分析中輸入地震波和隨機分析采用的地震動輸入機制的主要方法。對各種方法進行介紹、評價以及前景預(yù)測，使設(shè)計人員在抗震設(shè)計時可根據(jù)不同情況選擇最佳的輸入機制，以滿足抗震設(shè)計的需要。

2 地震動輸入的不確定性是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中最大的不確定性

地震作用與其它荷載形式的區(qū)別更重要的體現(xiàn)在其不確定性和隨機性。地震發(fā)生的時間、空間、強度乃至地震的發(fā)生過程都具有不確定性因素, 設(shè)計地震動的確定只能用概率方法處理, 工程結(jié)構(gòu)在使用壽命期內(nèi)是否真正遭受到與設(shè)計地震動相當?shù)牡卣鹱饔猛瑯硬坏枚?。考慮結(jié)構(gòu)在不同水平的地震作用下處于不同的工作狀態(tài)己經(jīng)成為國際地震工程界達成共識的抗震設(shè)防原則, 而不同的抗震設(shè)防水準實質(zhì)上就是對不同重現(xiàn)期設(shè)計地震動的量化以及該重現(xiàn)期內(nèi)抗震結(jié)構(gòu)所期望的動力行為的規(guī)定。