结构抗震设计中地震动输入问题的讨论

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 结构抗震设计中地震动输入问题的讨论

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

摘要：地震动输入的不确定性是结构抗震设计中最大的不确定性，针对抗震设计中往往只重视计算方法和计算模型的研究,而忽略输入机制的情况,总结设计反应谱地震动输入机制的主要方法。对这种方法进行介绍、评价以及前景预测,使设计人员在抗震设计时可根据不同情况选择最佳的输入机制,以满足抗震设计的需要。

关键词：结构抗震设计；地震波；地震动；反应谱；

1 引言

结构抗震设计理论涉及地震学、结构工程学等多门学科知识，其内容可概括为地震动输入、结构模型化、结构反应分析及抗震设计原则四部分。

地震动输入即是根据地震危险性分析的结果进行地震动区划，对于重要的工程结构甚至还需要进行地震动小区划，从而确定工程结构在设计基准期内具有不同超越概率的设计地震动参数；结构模型化是指根据分析的目的和侧重点对实际工程结构进行必要的简化，以使分析可行, 通常的结构模型化包括结构动力分析模型和结构构件恢复力模型的简化；结构反应分析则是采取适当的计算方法分析给定结构在给定地震动输入下的响应；抗震设计原则是在经济政策指导下对震害经验、抗震原理以及工程经验的综合技术成果，通常以技术法规的形式体现于各类工程结构的抗震设计规范中。

上述四部分内容既是结构抗震设计理论必须研究的对象，同时又是具体工程结构抗震设计所应遵循的步骤，四者彼此独立又相互联系，不可或缺。

本文旨在阐明结构抗震设计中地震动输入问题的讨论。针对抗震设计中往往只重视计算方法和计算模型的研究，而忽略输入机制的情况，总结设计反应谱和时程分析中输入地震波和随机分析采用的地震动输入机制的主要方法。对各种方法进行介绍、评价以及前景预测，使设计人员在抗震设计时可根据不同情况选择最佳的输入机制，以满足抗震设计的需要。

2 地震动输入的不确定性是结构抗震设计中最大的不确定性

地震作用与其它荷载形式的区别更重要的体现在其不确定性和随机性。地震发生的时间、空间、强度乃至地震的发生过程都具有不确定性因素, 设计地震动的确定只能用概率方法处理, 工程结构在使用寿命期内是否真正遭受到与设计地震动相当的地震作用同样不得而知。考虑结构在不同水平的地震作用下处于不同的工作状态己经成为国际地震工程界达成共识的抗震设防原则, 而不同的抗震设防水准实质上就是对不同重现期设计地震动的量化以及该重现期内抗震结构所期望的动力行为的规定。