设计反应谱场地放大系数和动力放大系数的研究

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设计反应谱是建筑抗震设计的主要依据,是确定地震作用的重要方法之一,它直接影响到工程抗震设计的安全性和经济性。科学、合理、准确的抗震设计反应谱仍是各国建筑抗震研究及设计的重要课题。随着科技进步和各国台站建设的增多,为反应谱的研究提供了坚实的数据基础和技术支持。我国现行抗震设计规范(GB50011-2010)地震影响系数最大值max只考虑了设计基本地震加速度的影响,而与场地无关。震害实例说明不同场地条件对地震动的放大作用不同。本文通过美国西部715条水平强震观测数据,按照场地条件、震级、震中距三因素分组,以II类场地峰值加速度PGA作为地震动强度,取有效峰值加速度EPA(阻尼比为5%时,0.1s0.5s范围内加速度反应谱平均值除以2.5)作为计算标准,统计得出场地放大系数。结果表明,在同一地震强度下,I、II、III场地的场地放大系数依次增大;而同一场地条件下,场地放大系数有随着地震动强度的增大有减小的趋势。在统计结果基础之上,提出了适用于我国抗震设计规范的场地放大系数建议值。在动力放大系数βmax研究方面,本文简要介绍了我国历次抗震设计规范中动力放大系数βmax变化以及取βmax=2.25的源由。研究发现,目前βmax的取值只考虑了场地因素影响,未考虑震级、震中距的影响。本文从场地、震中距、震级三因素入手,考虑单一因素、多因素不同组合对βmax影响。结果表明,考虑不同因素,统计结果差异较大,而仅考虑场地因素时,统计结果与目前规范取值非常接近。综合考虑各种组合情况,显然,考虑场地、震中距、震级因素组合更能代表目前对地震动的认识水平。在统计结果基础之上,建议βmax取为2.50。
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