不同规范建议的反应加速度法的比较研究

摘要

《城市轨道交通结构抗震设计规范》和《核电厂抗震设计标准》给出了两种地下结构抗震分析的反应加速度法，其差异在于有效惯性加速度的确定，前者通过自由场剪应力计算水平有效惯性加速度，后者直接采用自由场加速度作为有效惯性加速度。通过理论分析和数值算例评价了两种反应加速度法的适用性，并比较研究了两种方法计算得到的水平有效惯性加速度随场地类型、场地剪切波速和地震动强度的变化规律。研究结果表明：是否考虑土体的阻尼是两种反应加速度法计算差异的主要来源，同时相邻土层的刚度比（波速比）也是产生差异的来源；两种规范方法计算得到的水平有效惯性加速度的差异随场地剪切波速的增大而减小，随地震动强度的增大而增大；当场地条件差或地震动强度大时，基于剪应力计算的水平有效惯性加速度更为合理，据此计算获得的位移场与动力时程法的计算结果一致，具有更为良好的计算精度。同时提出了一种通过自由场位移计算有效惯性加速度的反应加速度法——基于位移的反应加速度法，讨论和比较了采用位移确定有效加速度时的特点及用于反应加速度法时的计算精度，初步证明基于位移的反应加速度法具有良好的计算精度和更为广泛的适应性。