地震反應譜

所謂地震反應譜earthquake response spectrum ，就是單自由度彈性系統對於某個實際地震加速度的最大反應（可以是加速度、速度和位移）和體系的自振特徵（自振周期或頻率和阻尼比）之間的函式關係。

基本介紹

• 中文名：地震反應譜
• 外文名：earthquake response spectrum
• 性質：多種頻率成分組成的振動曲線
• 原因：地震的作用

定義

在給定的地震輸入下，不同固有周期的地層或結構物將有不同的振動位移反應，這種反應的時程曲線是由多種頻率成分組成的振動曲線叫地震反應譜，取對應於不同固有周期的位移時程曲線的最大值作為縱坐標，取所對應的固有的周期為橫坐標，由此繪成曲線，供抗震設計中選用在設計周期下的相應振動幅值。

英文對照

earthquake response spectrum；seismic response spectrum；earthquake response spectra；

介紹

由於地震的作用，建築物產生位移、速度和加速度。人們把不同周期下建築物反應值的大小畫成曲線，這些曲線稱為反應譜。

一般來說，隨周期的延長，位移反應譜為上升的曲線；速度反應譜比較恆定；而加速度的反應譜則大體為下降的曲線（下圖）。一般說來，設計的直接依據是加速度反應譜。加速度反應譜在周期很短時有一個上升段（高層建築的基本自振周期一般不在這一區段），當建築物周期與場地的特徵周期接近時，出現峰值，隨後逐漸下降。出現峰值時的周期與場地的類型有關：I類場地約為0．1～0．2s；Ⅱ類場地約為0．3～0．4s；Ⅲ類場地約為0．5～0．6s；Ⅳ類場地約為0．7～1．0s；

建築物受到地震作用的大小並不是固定的，它取決於建築物的自振周期和場地的特性。一般來說，隨建築物周期延長，地震作用減小。

衡量地震作用強烈程度目前常用地面運動的最大加速度Amax作為標誌，它就是建築物抗震設計時的基礎輸人最大加速度，其單位為重力加速度g（9．81m/s^2)或Gal（gal=10mm/s^2），大體上，7度相當於最大加速度為l00Gal，8度相當於200Gal，9度相當於400Gal。

在地震時，結構因振動而產生慣性力，使建築物產生內力，振動建築物會產生位移、速度和加速度。地震力大小與建築物的質量與剛度有關。在同等的烈度和場地條件下，建築物的重量越大，受到地震力也越大，因此減小結構自重不僅可以節省材料，而且有利於抗震。同樣，結構剛度越大、周期越短，地震作用也大，因此，在滿足位移限值的前提下，結構應有適宜的剛度。適當延長建築物的周期，從而降低地震作用，這會取得很大的經濟效益。

但是，從世界範圍來說，地震預報仍處於探索階段，尚未完全掌握地震孕育發震的規律，地震預報主要是根據多年積累的觀測資料和震例而作出的經驗性預報，因此，不可避免地帶有很大局限性。目前的地震預報水平和現狀，大體可這樣概括：人們對地震孕育發生的原理、規律有所認識，但還沒有完全認識；能夠對某些類型的地震作出一定程度的預報，但還不能預報所有的地震；做出的較大時間尺度中長期預報有一定的可信度，但短臨預報的成功率還相對較低，特別是臨震預報。