结构抗震设计中最大地震影响系数的计算

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1、第25卷第3期华中科技大学学报（城市科学版）Vol.25No.32008年9月J.ofHUST.（UrbanScienceEdition）Sep.2008结构抗震设计中最大地震影响系数的计算11,233朱庆杰，代兆立，周云章，丛德茂（1.河北理工大学建筑工程学院，河北唐山063009；2.中国石油冀东油田公司，河北唐山063200；3.中国石油天然气勘探开发公司，北京100034）摘要：最大地震影响系数，即水平地震影响系数最大值，是水平地震反应谱曲线中的重要参数，也是结构抗震计算的基础。建筑抗震设计规范中仅考

2、虑了场地条件的影响，而最大地震影响系数的分布受到场地和基岩条件等多种因素的共同制约。为了精确计算最大地震影响系数在城市范围内的分布，基于人工神经网络方法构建了最大地震影响系数的计算模型，从而使最大地震影响系数由一个参数转变为地理空间分布的变量。唐山在1976年曾发生导致24万人死亡的大地震，对建筑抗震设计也给予了特别重视，因此以唐山市为例进行了实例计算。依据实际资料，计算了唐山市不同场地分区的最大地震影响系数分布。分析了最大地震影响系数与场地的对应关系，并提出几点认识和建议。关键词：地震影响系数；结构抗震；人

3、工神经网络；反应谱中图分类号：TU311.3文献标示码：A文章编号：1672-7037(2008)03-0042-04[7~9]地震灾害给人民的生命和财产带来巨大损征可作为地震危险性预测的一种新判据；综失，在我国尤为严重，2008年5月12日四川汶合考虑基岩环境和局部场地条件，分析反应谱变川县8.0级地震，造成8万多人死亡和失踪，是化对建筑物震害影响，已经成为现今研究的热点[10,11]本世纪迄今为止全球最严重的地震灾害。在20问题之一。世纪，全球死亡人数大于20万人的两次地震都发因此，在分析最大地震影响系数

4、的主要影响生在中国，1976年唐山地震死亡24.3万人，是因素基础上，构建了基于人工神经网络的最大地[1]20世纪死亡人数最多的地震。地震造成人员伤震影响系数计算模型，从而使最大地震影响系数亡的主要原因是建筑物倒塌，而且我国地震频发，由一个参数转变为在地理空间分布的变量，并以如2003年云南大姚地震、2004年内蒙东乌地震、唐山市为例，进行了实例计算，分析了计算结果。2006年云南盐津、2007年云南普洱地震等均造成不同程度的建筑物破坏和人员伤亡。因此，加强1计算模型构建建筑物抗震设防是防治建筑物倒塌、避免人

5、员伤亡损失的一个重要方面。在地震反应谱设计中，依据现行建筑抗震设[12]建筑物抗震设防的关键之一是地震反应谱设计规范，地震反应谱数曲线中的两个重要参计，而水平地震影响系数最大值，也称为最大地数，场地特征周期和最大地震影响系数均依据场震影响系数，是水平地震反应谱设计的重要参数。地条件来计算，见表1和表2。由于地震活动的空间不均匀性会使有些场点出现表1场地特征周期s很大的烈度变化，并显著影响场点地震动参数的[2,3]设计地震场地类别绝对值大小。因此，在存在第四纪沉积的场分组6789地，地下构造条件可视为基岩条件，

6、则震害受到[4~6]第一组0.250.350.450.65场地和基岩条件的共同制约。基岩条件可以第二组0.300.400.550.75用基岩应力场来表示，在以往的研究中，对震害第三组0.350.450.650.90和应力场的关系进行了很多研究，其时空变化特收稿日期：2008-06-20作者简介：朱庆杰（1966-），男，河北邢台人，教授，博士，研究方向为工程抗震与城市防灾，qjzhu@heut.edu.cn。基金项目：国家自然科学基金（50678059）。第3期朱庆杰等：结构抗震设计中最大地震影响系数的计算·

7、43·表2水平地震影响系数最大值αmax设防烈度地震影响6789多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震-0.50(0.72)0.90(1.20)1.40注：括号中数值分别用于设计基本地震动加速度为0.15g和0.30g的地区。显然，这样得到的最大地震影响系数αmax，仅能代表一定区域范围内的中心部位或者一般情况下的结果，难以反映水平地震影响系数最大值图1基岩位移等值线/cm在区域场地范围内的分布变化情况，且在场地边将位移、破裂概率、场地类型、地形等参数界和设计基本地震动加速度

8、变化的边界部位容易带入到式（3）中，得到唐山市水平地震影响系数形成突变，影响抗震设计的精度。因此，提高水最大值计算的公式：平地震影响系数最大值αmax的计算精度，是提高⎧⎫fj地震反应谱设计精度和建筑物抗震设防的关键。⎪⎪⎪⎪sj地震影响系数定义为建筑物最大加速度绝对α=+××()WWWW⎨⎬(4)maxj30322110d⎪⎪j值和重力加速度的比值。考虑建筑物动力系数，⎪⎪p建筑物的最大加速度绝对