【广东省性能设计规程】与国家高规对比浅谈反应谱的修正与完善

“场地土特征周期、影响系数最大值、地震影响系数曲线”

上周于筑信达网络课堂分享结构抗震性能设计软件PBSD（【筑信达网络课堂】【PBSD】基于PERFORM-3D的超限分析全套解决方案）。课程中简述了广东省标准《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》的主要内容。本次推送将主要讲述省性能设计规程中地震作用的改变，即是规程的第四部分：建筑场地与地震动参数。

华南理工大学高层建筑结构研究所共收集世界各国及地区23万余条地震波，其中有49081条具备场地信息。在地震波库的基础上进行统计分析，并结合工程经验对场地土特征周期、影响系数最大值及地震影响系数曲线均进行了修正。

规范附录C给出了适用于该规程的推荐地震波库，按场地土及结构主周期进行分类共1040条地震波。该地震波库对外开发，公众号主页回复“省规程地震波”即可获得下载链接。

规程主要内容

场地土特征周期‍

根据研究成果，规程增大了第二组和第三组的场地土特征周期。通过对比可以发现，第三组的特征周期与高规相比已明显增大。

地震影响系数最大值‍

根据场地土对地震影响系数最大值进行分类。通过对地震波数据库的统计回归，发现场地土对地震影响系数最大值有一定影响，因此给出不同场地土下Bmax的取值，即不同场地土具有不同的影响系数最大值。通过对比可见，省性能设计规程的二类场地土影响系数最大值等同于高规中给出的值。‍

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地震影响系数曲线

反应谱曲线下降段发生了明显的改变。高规反应谱仅给出6s的反应谱曲线，而省性能设计规程给出10s的反应谱曲线。根据对地震波数据库的统计分析，发现位移敏感段起点取5倍Tg不符合统计规律，因此将其取为统计平均值3.5s。‍

省性能设计规程对曲线的衰减规律及阻尼调整指数的计算方法均进行了修正。其中，省性能设计规程反应谱的第一及第二下降段分别采用形式简单的T-1和T-2的规律衰减。

高规反应谱存在两个明显的缺陷：长周期段内存在阻尼比分叉现象，功率谱密度呈现异常上升的趋势。省性能设计规程对地震影响系数曲线的修正，不仅符合地震波库的统计规律，且弥补高规反应谱的这两大缺陷。（尤涛. 时程分析地震动选取方法与反应谱长周期段下降规律研究[D]. 华南理工大学, 2018.）‍

高规反应谱两大缺陷（来源：尤涛华工大 2018）‍

‍地震影响系数曲线对比

将第二分组三类场地土的反应谱曲线进行对比。省性能设计规程在中、短周期内的谱值高于高规反应谱，而长周期则明显小于高规谱值。但对于长周期结构，由于其高阶振型分布于中、短周期内，因此省性能设计规程计算的地震剪力常略大于高规的计算值。

开源的反应谱计算工具‍

课题组需对大量地震波（N万条）进行了反应谱计算，发现采用python效率明显慢于C。因此基于C#开发个反应谱计算的接口给工作室同门享用，效果蹭蹭往上涨，据Enjoy统计效率与python相比提升50-100倍！源码在码云上开源，大家可点击“阅读原文”查看并下载（https://gitee.com/civilwilson/Spectrum）。

工具基于Newmark法求解反应谱。包含地震波稀疏、加速度谱、拟加速度谱、速度谱、拟速度谱及位移谱求解，特别包含RotD100反应谱即双向最大加速度反应谱BdM谱的求解。

点击“阅读原文”可跳转码云下载并查看反应谱求解源码‍

公众号主页回复“省规程地震波”即可获得下载规程中1040条推荐地震波

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