什么是抗震设计反应谱

抗震设计反应谱是基于实际地震记录的统计谱和上海场地平均地质特征的地震反应分析统计谱综合而成。在统计实际地震记录的反应谱时，对部分美国软弱场地（近似于中国的IV类场地）的地震记录的反应谱形状进行了对比分析，精选了其中的部分地震记录。
对于一些地震记录，尽管其反应谱特征周期很长，但同上海地震地质背景情况相差较大，像日本新泻地震和墨西哥城地震也不列入。为了弥补缺少同上海地区地质条件类似的地震记录，采用美国西部基岩场地的地震记录用作输入，进行土层地震反应分析。在统计反应谱平均值时，在高频段、中频段和低频段分别采用记录的峰值加速度、峰值速度和峰值位移来标定加速度反应谱，使得在周期0~10秒范围内谱值变异系数均匀且最小，解决了长周期部分反应谱用单一参数标定的离散性。最后综合大震、远震记录的分段统计反应谱和土层地震反应谱的特点，提出了上海地区的抗震设计反应谱。它具有如下特点：1、其特征周期比国家规范的远震反应谱特征周期略长（1.0秒）；2、动力放大系数最大值略大（2.5）；3、反应谱的有效周期从3秒延长到10秒，以适应高层建筑自振周期长的需要，其中在6秒以后取常数。除了给出阻尼比5%的反应谱外，还给出了阻尼比2%的反应谱曲线，以适应钢结构设计的需要。后经上海市许多专家讨论，为与国家规范一致起见，正式颁布的规范中特征周期降为0.9秒，动力放大系数取与国家规范一致。如果没有这一研究成果，按照上海地震背景应是近震，套用国家规范IV类场地的反应谱，其特征周期应为0.65秒，这将会大大减小上海地区抗震设防的地震作用计算，会给上海市高层建筑的抗震能力带来不安全隐患。本成果同时得出上海地区土层的卓越周期约为2.0秒，这对于高层建筑抗震设计具有参考价值，同时澄清了当时对比认识的许多误解，这一结果被后来的日本长周期测震仪实测所证实。