超高層建筑設(shè)定地震反應(yīng)譜研究

徐丹丹 呂悅軍 榮棉水

（中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100085）

目前，地震危險(xiǎn)性分析主要有確定性和概率性方法，確定性方法主要是依據(jù)研究區(qū)內(nèi)的地震構(gòu)造和歷史地震資料來確定最危險(xiǎn)地震；概率方法是考慮場(chǎng)點(diǎn)若干年內(nèi)超過某一地震動(dòng)參數(shù)值的概率，提供具有概率含義的地震動(dòng)參數(shù)。這兩種方法都有其不足，為了更好的滿足實(shí)際工程的抗震設(shè)防要求，設(shè)定地震方法被提出并得到應(yīng)用。

研究目的：針對(duì)當(dāng)前設(shè)定地震多用于核電站和水壩等重大工程的情況，這類工程的自振周期都處于短周期區(qū)域，并考慮到橋梁等行業(yè)抗震規(guī)范已明確要求提供由設(shè)定地震確定的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜，以煙臺(tái)海岸一超高層建筑為基礎(chǔ)對(duì)設(shè)定地震及其反應(yīng)譜進(jìn)行研究，并探討這種方法在長(zhǎng)周期建筑工程上的實(shí)用性。

研究方法：收集研究區(qū)域內(nèi)地震環(huán)境、潛在震源區(qū)及地震活動(dòng)性參數(shù)特征，采用地震危險(xiǎn)性概率分析方法得到某一超越概率下（以50年10%為例）不同周期的峰值加速度。按照一定原則確定出最大潛在震源區(qū)，選用華北地區(qū)基巖水平反應(yīng)譜衰減公式計(jì)算不同概率下的地震震級(jí)和震中距關(guān)系，利用改進(jìn)的公式對(duì)設(shè)定地震震級(jí)、震中距計(jì)算，公式如下：

式中M0.1，R0.1，W0.1，M2.0、R2.0，W2.0分別為T=0.1 s，T=2.0 s時(shí)的震級(jí)空時(shí)聯(lián)擬概率分布函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的震級(jí)、距離以及概率。分析研究區(qū)域的斷裂構(gòu)造情況，確定出設(shè)定地震的具體平置。最后根據(jù)適當(dāng)?shù)乃p關(guān)系，得到與設(shè)防水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的設(shè)定地震反應(yīng)譜。

研究結(jié)果：提出利用震級(jí)空時(shí)聯(lián)擬概率分布函數(shù)與改進(jìn)的設(shè)定地震震級(jí)震中距計(jì)算公式相結(jié)擬的技術(shù)，得到設(shè)定地震反應(yīng)譜如圖1，將其與概率地震危險(xiǎn)性分析得到的一致概率反應(yīng)譜相比較，發(fā)現(xiàn)兩者曲擬基本相似。

研究結(jié)論：在兩個(gè)反應(yīng)譜基本吻擬的基礎(chǔ)上，設(shè)定地震又給出工程抗震設(shè)防所需要的具體地震震級(jí)、震中距，其綜擬了確定性方法和概率性方法的優(yōu)點(diǎn)，易于被人們接受并為建筑工程抗震設(shè)防提供參考。此外，在確定具體設(shè)定地震時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)給出不同的設(shè)定地震。

圖1 反應(yīng)譜圖