摘要：設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)，標(biāo)定方法及其參數(shù)決定了設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的形狀和抗震設(shè)計(jì)參數(shù)的取值，對(duì)確定結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)輸入和抗震設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本文簡(jiǎn)要介紹了設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的特征參數(shù)，評(píng)述近年來各學(xué)者對(duì)特征周期研究的進(jìn)展，分析設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期的影響因素并討論各因素對(duì)其的影響程度，對(duì)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期的確定、震級(jí)和震中距分組范圍的合理性以及適用性等問題進(jìn)行討論。研究結(jié)果對(duì)特征周期合理取值的研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)反應(yīng)譜;特征周期;衰減指數(shù);影響因素

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是經(jīng)過標(biāo)定后用于抗震設(shè)計(jì)的反應(yīng)譜，設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的特征參數(shù)是指決定反應(yīng)譜形狀及其數(shù)值大小的參數(shù)，如平臺(tái)值、特征周期和衰減指數(shù)等。我國(guó) GB50011—2010（2016 版）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱 16 版規(guī)范）規(guī)定設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期考慮基本烈度、場(chǎng)地條件、震級(jí)、震中距的影響。大量學(xué)者對(duì)實(shí)際的強(qiáng)震記錄研究發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)得出的反應(yīng)譜特征周期取值與規(guī)范規(guī)定的值略有出入。

一、反應(yīng)譜特征參數(shù)

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是經(jīng)過標(biāo)定后用于抗震設(shè)計(jì)的反應(yīng)譜，設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的特征參數(shù)是指決定反應(yīng)譜形狀及其數(shù)值大小的參數(shù)，如平臺(tái)值、特征周期和衰減指數(shù)等。我國(guó) GB50011—2010（2016 版）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱 16 版規(guī)范）規(guī)定設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期考慮基本烈度、場(chǎng)地條件、震級(jí)、震中距的影響。大量學(xué)者對(duì)實(shí)際的強(qiáng)震記錄研究發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)得出的反應(yīng)譜特征周期取值與規(guī)范規(guī)定的值略有出入。

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的特征參數(shù)主要有地震影響系數(shù)最大值αmax（或動(dòng)力放大系數(shù)βmax）即平臺(tái)值、特征周期Tg、衰減指數(shù)γ、直線下降段斜率調(diào)整系數(shù)η1、阻尼調(diào)整系數(shù)η2等。

地震影響系數(shù)α用來計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用： F=α·G。地震影響系數(shù)αmax是設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的最大值，是一個(gè)平行于坐標(biāo)橫軸的平臺(tái)段。我國(guó)建筑抗震規(guī)范規(guī)定，αmax根據(jù)設(shè)計(jì)基本烈度來確定，沒有考慮場(chǎng)地條件的影響。有時(shí)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜也用放大系數(shù) β來表示。地震影響系數(shù)與放大系數(shù)之間的關(guān)系：αmax = k·βmax 。

特征周期Tg是設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜曲線下降段起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的周期，它反映地震動(dòng)的頻譜特性。特征周期的研究對(duì)工程領(lǐng)域具有重要意義，但它沒有明確的物理意義。在16版規(guī)范中，特征周期是根據(jù)場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組來確定其取值，它并不是一個(gè)固定的值，受場(chǎng)地條件、地震大小、距離遠(yuǎn)近等因素的影響。

衰減指數(shù)γ在設(shè)計(jì)反應(yīng)譜曲線下降段起著重要作用，我國(guó)建筑抗震規(guī)范規(guī)定衰減指數(shù)通過阻尼比來調(diào)整。隨著高層建筑的不斷興起，應(yīng)重視長(zhǎng)周期段的研究特別是衰減指數(shù)取值的問題，以免造成不必要的安全風(fēng)險(xiǎn)和資源浪費(fèi)。

二、特征周期的影響因素

反應(yīng)譜的特征周期反映了地震動(dòng)的頻譜特性，其取值的大小決定了平臺(tái)值的寬窄，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)起關(guān)鍵作用。特征周期的影響因素有很多，震源特性、傳播路徑，震級(jí)大小、傳播距離、地殼結(jié)構(gòu)等。在這些因素中，場(chǎng)地條件、震級(jí)和震中距是相對(duì)易于考慮的因素。

1.場(chǎng)地條件對(duì)特征周期的影響

周錫元等對(duì)GBJ11-89《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)場(chǎng)地分類和設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期Tg的規(guī)定在執(zhí)行過程中提出的問題進(jìn)行討論，對(duì)比國(guó)外抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的場(chǎng)地分類標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的Tg值，發(fā)現(xiàn)我國(guó)規(guī)范取值約偏小30%，并建議用插值方法細(xì)化場(chǎng)地類別與特征周期的取值。李小軍等研究了4類場(chǎng)地條件對(duì)特征周期的影響規(guī)律，研究表明相同地震動(dòng)輸入下，Ⅰ類場(chǎng)地到Ⅳ類場(chǎng)地地震動(dòng)長(zhǎng)周期成分明顯增加，且對(duì)于Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地其放大系數(shù)反應(yīng)譜較長(zhǎng)周期處的值遠(yuǎn)比我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)定的譜值大。夏蕊芳等、郭曉云等分別利用美國(guó)和我國(guó)汶川強(qiáng)震記錄研究了場(chǎng)地類別對(duì)特征周期的影響規(guī)律，普遍認(rèn)為場(chǎng)地類別越高，特征周期值越大。我國(guó)學(xué)者對(duì)場(chǎng)地類別如何影響反應(yīng)譜特征周期的取值做了大量研究，發(fā)現(xiàn)隨著場(chǎng)地變軟，特征周期值略有增大趨勢(shì)。

2.震級(jí)、震中距對(duì)特征周期的影響

隨著我國(guó)強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)布置數(shù)量的增加，強(qiáng)震記錄也逐漸增多，很多學(xué)者開始研究震級(jí)、震中距對(duì)特征周期的影響規(guī)律。劉文鋒等收集美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣等 1491條地震記錄震級(jí)以5-6、6-7、7-8; 震中距以 0

三、結(jié)論

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜主要反應(yīng)場(chǎng)地地震動(dòng)的幅值特性和頻譜特性，反應(yīng)譜的特征周期對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)具有關(guān)鍵作用。本文闡述了關(guān)于設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期影響因素的研究現(xiàn)狀。對(duì)比不同學(xué)者對(duì)特征周期的研究成果，總結(jié)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地條件、震級(jí)、震中距對(duì)特征周期的取值影響較大，且統(tǒng)計(jì)得出特征周期的取值與規(guī)范略有出入。希望給從事工程抗震領(lǐng)域的技術(shù)人員提供研究思路，為今后規(guī)范關(guān)于反應(yīng)譜特征參數(shù)的完善和修訂起到一定的促進(jìn)作用。

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[作者簡(jiǎn)介]羅家倫（1997.12-）男，漢族，四川省綿陽市人，西華大學(xué)應(yīng)急管理學(xué)院碩士研究生在讀，主要研究方向：結(jié)構(gòu)抗震及工程安全。