地震峰值加速度有誤區(qū)?

彈塑性分析中,輸入的地震波記錄對時程分析法的計算結(jié)果有很大影響,這其中有一個工作就是將地震記錄的加速度值按適當(dāng)?shù)谋壤糯蠡蚩s小,使其峰值加速度等于事先所確定的設(shè)計地震加速度峰值。這時就出現(xiàn)一個問題,我們要把地震波的峰值加速度調(diào)整到哪個值呢?

比如,我們要進(jìn)行一個項目的7度大震彈塑性分析,查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010表5.1.2-2可知,7度大震的峰值加速度為220gal,現(xiàn)在很多常規(guī)做法是直接將地震波峰值加速度統(tǒng)一縮放到220gal,按此比例放大或縮小地震波,這其實是不太合理的。

地震峰值加速度有誤區(qū)?

這里面要區(qū)分兩個概念:有效峰值加速度EPA(effective peak acceleration)、地面峰值加速度GPA(ground peak acceleration)。

70年代美國應(yīng)用技術(shù)委員會ATC-3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計樣本規(guī)范中將EPA定義為:阻尼比為0.05(以下提到的Sa均為該阻尼比下的反應(yīng)譜)的地震動加速度反應(yīng)譜中周期0.1~0.5s間的平均反應(yīng)譜值,除以這個周期范圍內(nèi)的平均動力放大系數(shù),即EPA=Sa(0.1~0.5)/β。90年代末,美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的全國地震危害區(qū)劃圖[3]中,把有效峰值加速度取為EPA=Sa(0.2)/β。有專家指出通過對不同震級和震中距的基巖強(qiáng)震記錄統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn):就統(tǒng)計平均而言,與強(qiáng)震記錄加速度放大系數(shù)譜的最大值對應(yīng)的周期是0.2s,認(rèn)為基巖的有效峰值加速度定義為EPA=Sa(0.2)/β較為合適。

因為設(shè)計反應(yīng)譜是將統(tǒng)計的地震波反應(yīng)譜平均、平滑再數(shù)值處理得出的,所以抗震規(guī)范里采用的是EPA,而不是GPA。

地震峰值加速度有誤區(qū)?

較為合理的做法是將地震反應(yīng)譜進(jìn)行濾波平滑,再將平滑反應(yīng)譜的峰值*sqrt(2)/2,以此值做為地震波反應(yīng)譜的平臺段與規(guī)范反應(yīng)譜的平臺段進(jìn)行對比,由此得出地震波的縮放系數(shù)。

下表為某專家提供的7條地震記錄峰值加速度對比表(7度大震),包括臺灣、新西蘭、美國等地區(qū)的地震波。

地震峰值加速度有誤區(qū)?

從上表中可以看出,有三條地震波的EPA是大于GPA的,當(dāng)加速度時程高頻成分顯著時,GPA>>EPA。