【YTUYMU】学习系列--1.5.1 单点一致输入

1.5.1单点一致输入

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输入地震动参数是抗震设计的重要步骤。地震动参数输入错误则结构计算完全失真，因此有必要了解地震动参数在地震中的位置。如图1.5-1所示，地震动在震源的振动特征为O(ω)；震源至基岩面这一过程的波动特征为P(ω)；在基岩面的地振动特征为B(ω)；建筑物附近表层场地土的波动特征为G(ω)；作用于建筑物后，建筑物的振动特征为S(ω)。

图1.5-1  地震波作用的建筑物的历程

实践中结构工程师利用专业软件输入的地震动是场地土波动（注：不是振动）特征G(ω)的有关参数，主要指地面最大加速度、场地特征周期、时程；专业软件分析后输出的结构振动为S(ω)。

单点一致输入是指，在结构所有支座输入结构的地震动参数均相同。

早期结构物相对比较简单，以图1.5-2（a）为代表来阐述。图1.5-2（a）为两层钢筋混凝土框架结构，无地下室。地上两层层高分别为H₁、H₂，基础顶埋深H₀。合理的设计是在首层建筑地面下设置拉梁（详见本书第2.6节），建筑外围考虑冻土因素，可在梁下冻土层深度砌筑砖砌体，结构建模则出现两种：模型1和模型2。

模型1（图1.5-2（b））是将基础顶部作为嵌固部位，将拉梁作为楼层梁，结构分析模型成为3层结构，即为3质点体系。对于跨度不大的结构，作用在嵌固部位的加速度

、

、

的相位、持时、最大值均相差微小，完全可忽略不记，因此进行模型分析时，可取为同一个加速度

，如图1.5-2（c）。这样做的“好处”是能通过软件直接得到拉梁和地面下框架柱的配筋，方便了计算书审查和工程师画图，但与实际振动相差甚远。地面以下结构物的振动受到土体约束，与上部结构振动特征不同，因此这种模拟在原理上难以自圆其说。此外，“规范”给出的加速度作用于地面，即模型1中拉梁标高处，但为简化计算，在质点体系中加速度作用点转移到了基础顶部，对于埋置较深的基础则会引起少量误差。

模型2（图1.5-2（d））是将拉梁顶部作为嵌固部位，结构分析模型成为2层结构，即为2质点体系。加速度直接作用与地面，这与“规范”规定一致。同样，对于跨度不大的结构，作用在在嵌固部位的加速度

、

、

的相位、持时、最大值均相差微小，完全可忽略不记，因此进行模型分析时，可取为同一个加速度

，如图1.5-2（e）。

结构嵌固端与地面接触有许多点（每个柱根、每个墙根都是一个接触点），但地震动输入时简化为一点，并且假定这些点的地震动（相位、持时、最大值、方向）相同，这种“仅对基础底部输入一致的加速度反应谱或加速度时程进行结构计算”就称为“单点一致输入”。其前提条件是：结构物平面尺度不能过大，单跨跨度不能过大，基础埋深不能过深。

图1.5-2  单点一致输入模型的简化过程

多数工程师习惯用中国建筑科学研究院开发的SATWE软件分析，如：某工程抗震设防烈度为8度，地面加速度0.2g，场地类别为II类，反应谱特征周期为0.35s，如图1.5-3所示输入相关参数，则认为输入了地震动参数，这是最简单的输入模式，即“单点一致输入”。

图1.5-3  软件SATWE“单点一致输入”

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