設(shè)計(jì)基本加速度和水平地震影響系數(shù)的關(guān)系

1、設(shè)計(jì)基本加速度和水平地震影響系數(shù)的關(guān)系設(shè)計(jì)基本加速度和水平地震影響系數(shù)的關(guān)系今天這篇文章的由頭，完全是因?yàn)榍疤焱砩系囊粋€(gè)疑問：01版抗規(guī)中的設(shè)計(jì)基本地震加速度“0.05g、0.1g。。。”等。既然規(guī)范里有數(shù)據(jù)，為什么又不參與計(jì)算？列出以上數(shù)據(jù)的意義是什么呢？這些東西和水平地震影響系數(shù)又是怎么樣個(gè)關(guān)系呢？找遍網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有書籍，無此解釋，只好自力更生，艱苦奮思。誰知越牽越多，牽出好多東西。先從這個(gè)疑問總結(jié)吧。一、關(guān)于設(shè)計(jì)基本地震加速度一、關(guān)于

2、設(shè)計(jì)基本地震加速度關(guān)于設(shè)計(jì)基本地震加速度的意義所在，我翻遍手頭的所有資料發(fā)現(xiàn)最好還是從89與2001及2010幾版抗規(guī)的對(duì)比中尋找解釋，列表如下：項(xiàng)目GBJ1189GB500112001及2010地震影響表征采用設(shè)防烈度采用設(shè)計(jì)基本地震加速度、設(shè)計(jì)特征周期表證6度7度8度9度設(shè)計(jì)基本地震加速度(g)無0.050.1(0.15)0.2(0.3)0.4設(shè)計(jì)特征周期按設(shè)計(jì)近震或遠(yuǎn)震和場(chǎng)地類別確定按設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地類別確定：表5.1.41可以

3、看出，89版抗規(guī)中并沒有設(shè)計(jì)基本地震加速度這項(xiàng)定義，此定義完全是01版的新生事物。意義到底何在？意義就在于對(duì)地震影響的表征。89版采用的是設(shè)防烈度對(duì)地震影響進(jìn)行表征。而在01及10版的抗規(guī)中，對(duì)地震影響的表征，已經(jīng)舍去了設(shè)防烈度，進(jìn)而采取“設(shè)計(jì)基本地震加速度、設(shè)計(jì)特征周期”。此做法優(yōu)點(diǎn)何在？第一，設(shè)防烈度的劃分標(biāo)準(zhǔn)偏于現(xiàn)象，改用設(shè)計(jì)基本地震加速度后，可以用具體參數(shù)來表征地震影響更科學(xué)、更“規(guī)范”，我想這是那些規(guī)編們最看重的一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)；第二

4、，采用設(shè)計(jì)基本地震加速度后，可以清楚的表征7度半（0.15g）與8度半（0.3g）的概念，拓寬了抗震設(shè)防烈度的概念更“延伸”；第三，設(shè)計(jì)基本地震加速度還是根據(jù)設(shè)防烈度進(jìn)行分類的，原則上用基本地震加速度去表征與用現(xiàn)象去區(qū)分地震影響并不矛盾更“統(tǒng)一”。寫到這里，想起了本科畢業(yè)時(shí)去城鄉(xiāng)設(shè)計(jì)院面試的情景。雖然一晃六年過去了，那時(shí)的情景還是歷歷在目。面試我的那老總，坐在寬大的老板桌后面，他問的我那幾個(gè)都會(huì)的問題由于時(shí)間久遠(yuǎn)都記不得了，只是那個(gè)沒答

5、的問題讓我記憶猶新，“咱這兒的設(shè)計(jì)基本地震加速度是多少？”壞菜，那會(huì)兒的我剛出校門，這名詞依稀在考試中見過兩次而已，當(dāng)即敗下陣來。要是換成今天？可惜世上沒有后悔藥。設(shè)計(jì)基本地震加速度——相應(yīng)于設(shè)防烈度的地震地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度，即為50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的設(shè)計(jì)取值二、關(guān)于地震影響系數(shù)二、關(guān)于地震影響系數(shù)地震影響系數(shù)的由來：不管是底部剪力法，還是振型分解反應(yīng)譜法，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的根本計(jì)算方法，始終是牛頓第二定律

6、的變體：F=αG以上公式的α即為地震影響系數(shù)，其實(shí)就是加速度除以了一個(gè)小g（重力加速度）；G為質(zhì)點(diǎn)的重量。對(duì)于初學(xué)者來說，上面的公式雖然簡(jiǎn)單，但一上來還是不容易看透本本質(zhì)。其實(shí)，如果把F=αG中的α乘以一個(gè)g，同時(shí)G除以一個(gè)g，這不就是經(jīng)典的牛三、關(guān)于地震影響系數(shù)、地震影響系數(shù)最大值、水平地震影響系數(shù)最大值和豎三、關(guān)于地震影響系數(shù)、地震影響系數(shù)最大值、水平地震影響系數(shù)最大值和豎向地震影響系數(shù)最大值之間的關(guān)系。向地震影響系數(shù)最大值之間的關(guān)

7、系。以地震影響曲線中第一波下降段的地震影響系數(shù)的函數(shù)表達(dá)式為例α=(TgT)rη2αmax由以上公式不難看出，地震影響系數(shù)最大值αmax是求地震影響系數(shù)的基礎(chǔ)。實(shí)際上地震影響系數(shù)，就是通過阻尼、結(jié)構(gòu)自振周期和場(chǎng)地特征周期對(duì)地震影響系數(shù)最大值的衰變。而地震影響系數(shù)最大值又分兩類1、水平地震影響系數(shù)最大值查表可得；2、豎向地震影響系數(shù)最大值沒表可查，可取水平地震影響系數(shù)最大值的65%。簡(jiǎn)單的說總結(jié)為一句話：地震影響系數(shù)分為水平地震影響系數(shù)和

8、豎向地震影響系數(shù)，分別由相應(yīng)的水平和豎向地震影響系數(shù)最大值通過一系列的因素衰變得來。通過得到的地震影響系數(shù)（水平或豎向），根據(jù)F=αG的基本原理，求得結(jié)構(gòu)總水平或豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。更簡(jiǎn)單的說就是：利用水平地震影響系數(shù)最大值αhmax或豎向地震影響系數(shù)最大值αvmax，利用公式α=(TgT)rη2αmax求水平或豎向地震影響系數(shù)α，通過水平或豎向地震影響系數(shù)α，通過公式F=αG求得結(jié)構(gòu)總水平或豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F。水平地震影響系數(shù)最大值

9、是如何取值的呢？以水平地震為例，通過《水平地震影響系數(shù)最大值表》取值。烈度6789多遇地震多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震罕遇地震0.50(0.72)0.90(1.20)1.40細(xì)心點(diǎn)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，水平地震影響系數(shù)最大值是對(duì)于多遇地震和罕遇地震兩條分列的，這里體現(xiàn)了一個(gè)非常深刻但一般設(shè)計(jì)人員又不很注意的基本設(shè)計(jì)方法，即兩階段設(shè)計(jì)法。四、關(guān)于抗震設(shè)計(jì)的最基本的理念四、關(guān)于抗震設(shè)計(jì)的最基本的理念談到兩階段

10、設(shè)計(jì)，已經(jīng)涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想了干脆從抗震設(shè)計(jì)的基本思想和原則抗震設(shè)計(jì)的基本思想和原則說起。設(shè)防原則：小震不壞，中震可修，大震不倒設(shè)計(jì)方法：兩階段設(shè)計(jì)現(xiàn)在想想設(shè)防原則這三句話是我們當(dāng)年大學(xué)考試中必考的一條。其實(shí)設(shè)防原則也稱作抗震設(shè)計(jì)的三水準(zhǔn)要求，完完全全的一個(gè)意思，總結(jié)如下表所示：水準(zhǔn)涵義要求第一水準(zhǔn)小震小震不壞當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用第二水準(zhǔn)中震中震可修當(dāng)遭受相當(dāng)于本