反应谱设计抗震

一、结构抗震

结构抗震理论的发展，大体上可以划分为静力、反应谱和动力三个阶段。（一）静力理论阶段

该理论认为，结构物所受的地震作用，可以简化为作用于结构的等效水平静力F，其大小等于结构重力荷载G乘以地震系数k，即

F = kG

k为地震系数，其数值与结构动力特性无关，是根据多次地震灾害分析得出的，k≈1/10。

（二）反应谱理论阶段

反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性（自振周期、振型和阻尼）所产生的共振效应，但其计算公式仍保留了早期静力理论的形式。地震时结构所受的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为：

FEK = kβ(T)G

式中，k为地震系数，β(T)则是加速度反应谱Sa(T)与地震动最大加速度a的比值，它表示地震时结构振动加速度的放大倍数。

β(T)=Sa(T)/a

二、反应谱局限性：

1. 反应谱理论尽管考虑了结构的动力特性，然而在结构设计中，它仍然把地震惯性力作为静力来对待，所以它只能称为准动力理论。

2. 表征地震动的三要素是振幅、频谱和持时。在制作反应谱过程中虽然考虑了其中的前两个要素，但始终未能反映地震动持续时间对结构破坏程度的重要影响。

3. 反应谱是根据弹性结构地震反应绘制的，引用反映结构延性的结构影响系数后，也只能笼统地给出结构进入弹塑性状态的结构整体最大地震反应，不能给出结构地震反应的全过程，更不能给出地震过程中各构件进入弹塑性变形阶段的内力和变形状态，因而也就无法找出结构的薄弱环节。

三、反应谱设计抗震的局限性

1.反应谱方法是一种拟静力方法，虽然能同时考虑结构各频段整栋的振幅最大值和频谱两个主要因数，但对于持时这一要素未能得到体现，震害调查表明，有些按反应谱理论设计的结构，在未超过设防烈度的地震中，也遭受了严重的破坏。

2.反应谱方法忽略了的地震作用的随机性，不能考虑结构在罕遇地震下逐步进入塑性时，因其周期、阻尼、振型等动力特征的改变，而导致结构中的内力重新分布这一现象。

3.反应谱方法假设结构所有支座处的震动完全相同，忽略其基础与上层间的互相作用。