結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中地震動(dòng)輸入問(wèn)題的討論

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 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中地震動(dòng)輸入問(wèn)題的討論

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

摘要：地震動(dòng)輸入的不確定性是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中最大的不確定性，針對(duì)抗震設(shè)計(jì)中往往只重視計(jì)算方法和計(jì)算模型的研究,而忽略輸入機(jī)制的情況,總結(jié)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜地震動(dòng)輸入機(jī)制的主要方法。對(duì)這種方法進(jìn)行介紹、評(píng)價(jià)以及前景預(yù)測(cè),使設(shè)計(jì)人員在抗震設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)不同情況選擇最佳的輸入機(jī)制,以滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)的需要。

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

1 引言

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論涉及地震學(xué)、結(jié)構(gòu)工程學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)，其內(nèi)容可概括為地震動(dòng)輸入、結(jié)構(gòu)模型化、結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析及抗震設(shè)計(jì)原則四部分。

地震動(dòng)輸入即是根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析的結(jié)果進(jìn)行地震動(dòng)區(qū)劃，對(duì)于重要的工程結(jié)構(gòu)甚至還需要進(jìn)行地震動(dòng)小區(qū)劃，從而確定工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有不同超越概率的設(shè)計(jì)地震動(dòng)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(diǎn)對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化，以使分析可行, 通常的結(jié)構(gòu)模型化包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析模型和結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)力模型的簡(jiǎn)化；結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析則是采取適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法分析給定結(jié)構(gòu)在給定地震動(dòng)輸入下的響應(yīng)；抗震設(shè)計(jì)原則是在經(jīng)濟(jì)政策指導(dǎo)下對(duì)震害經(jīng)驗(yàn)、抗震原理以及工程經(jīng)驗(yàn)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(lèi)工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中。

上述四部分內(nèi)容既是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論必須研究的對(duì)象，同時(shí)又是具體工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)所應(yīng)遵循的步驟，四者彼此獨(dú)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(jì)中地震動(dòng)輸入問(wèn)題的討論。針對(duì)抗震設(shè)計(jì)中往往只重視計(jì)算方法和計(jì)算模型的研究，而忽略輸入機(jī)制的情況，總結(jié)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜和時(shí)程分析中輸入地震波和隨機(jī)分析采用的地震動(dòng)輸入機(jī)制的主要方法。對(duì)各種方法進(jìn)行介紹、評(píng)價(jià)以及前景預(yù)測(cè)，使設(shè)計(jì)人員在抗震設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)不同情況選擇最佳的輸入機(jī)制，以滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)的需要。

2 地震動(dòng)輸入的不確定性是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)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(jī)性。地震發(fā)生的時(shí)間、空間、強(qiáng)度乃至地震的發(fā)生過(guò)程都具有不確定性因素, 設(shè)計(jì)地震動(dòng)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(jì)地震動(dòng)相當(dāng)?shù)牡卣鹱饔猛瑯硬坏枚??？紤]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(guó)際地震工程界達(dá)成共識(shí)的抗震設(shè)防原則, 而不同的抗震設(shè)防水準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上就是對(duì)不同重現(xiàn)期設(shè)計(jì)地震動(dòng)的量化以及該重現(xiàn)期內(nèi)抗震結(jié)構(gòu)所期望的動(dòng)力行為的規(guī)定。