在前面的讨论中总是涉及到一个名词,叫做地震动参数,那么什么是地震动参数呢?地震动参数就是设计基本地震加速度吗?设计地震基本加速度又是什么呢?接下来我们详细讨论地震动参数的概念。
1、地震动参数
地震动
那么地震动参数指的什么呢?《抗规》中对于设计地震动参数是这样解释的“抗震设计用的地震加速度(速度、位移)时程曲线、加速度反应谱和峰值加速度。”《中华人民共和国防震减灾法》也规定,地震动参数是以加速度表示地震作用强弱程度。从这两条我们可以看出,地震动参数主要表现形式是加速度,加速度有三种,分别是时程曲线、反应谱和峰值加速度。
时程曲线是强震地面运动加速度随时间变化的记录曲线。如图3.1所示,就是一条加速度的时程曲线。横坐标为时间,纵坐标为加速度。
图3.1 加速度时程曲线
加速度反应谱,就是单质点弹性体系在一定的地面运动作用下,最大反应加速度(一般用相对值)与体系自振周期的变化曲线。《抗规》5.1.5条中的地震影响系数曲线(图3.2)其实也是一种反应谱。
图3.2 《抗规》中地震影响系数曲线
为了方便大家理解,针对这里涉及到的地震影响系数概念我们也做一个简单的解释。地震影响系数实际是单质点弹性体系在地震时最大反应加速度(以重力加速度g为单位)。换一种说法就是,地震影响系数是作用在质点上的地震作用与结构重力荷载代表值之比。举个例子,设防烈度为9度时,设防地震影响系数最大值为0.4,设计基本地震加速度为0.4g。
回到加速度反应谱,如果已知体系的自振周期,利用加速度反应谱曲线和相应计算公式,就可以很方便地确定体系的反应加速度,进而求出地震作用。实际应用中,《抗规》可以通过地震影响系数曲线直接得到地震影响系数,进而求得地震作用。应用反应谱理论不仅可以解决单质点体系的地震反应计算问题,而且通过振型分解法还可以计算多质点体系的地震反应。
2、地震动参数区划图