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关于抗震设计规范‘设计地震分组’的讨论
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前几天在东南西北人看到一个关于设计地震分组的帖子，好多人的讨论不得要领，所以我在这里就专门做一下总结。
这个网友提的问题是这样：
有个问题总是困扰我很久了，简单地说有下：
1.设计地震分组第一组，第二组，第三组究竟反映的是什么，从第一组到第三组反反映的是一种什么趋势？谁更有利？也就是说同一场地更易发生地震的地方是分为第一组呢还是第三组？
2.从第一组到第三组，特征周期是渐渐增大的，根据地震影响系数曲线，则有从第一组到第三组，其地震影响系数也是渐渐增大的，那是不是可以这样理解：地震分组第三组比第一组受地震影响更严重呢，但从规范上的分组来看，好像又与这是相反的！这今人很是不理解！
3.从第一组到第三组是不是反映了从近震到远震的顺序呢？如果是这样，那应该是第一组受地震影响更严重啊！这又与规范上的地震影响系数计算公式是相反的！热切盼望大家发表意见！
然后，这个网友得出结论：
还有个问题想请教一下，“地震影响系数越大则受损越厉害，地震影响系数越小受损越小”这种说法成立否？如果成立，地震影响系数是随特征周期增大而增大的，第一组的特征周期比第三组的小，也就是说近震的特征周期比远震的小，那么根据规范中地震影响系数的计算公式则可推出：在建构筑自震周期相同前提下，近震所受地震影响比远震小些！也就是震中的比远处的建构筑物所受地震影响更小些！这显然与事实及常理不合，这也正是困扰我很久的地方。
我给出的回答是这样的：
首先，“地震影响系数越大则受损越厉害，地震影响系数越小受损越小”这种说法成立否？应该是“地震影响系数越大则受地震作用越厉害，地震影响系数越小受地震作用越小”。在我国抗震设计规范中，有底部剪力法和反应谱法，说到底都是静力抗震阶段，因为反应谱法是地震影响系数是一个‘伪反应谱，它根据大量真正的地震反应谱的形状所确定具有相似性状的一个相似体。
我们看规范两种方法其实都是这样一个形式：地震影响系数(max)=a(max)/g
所以说，这个’如果成立，地震影响系数是随特征周期增大而增大的，第一组的特征周期比第三组的小，也就是说近震的特征周期比远震的小，那么根据规范中地震影响系数的计算公式则可推出：在建构筑自震周期相同前提下，近震所受地震影响比远震小些！‘是你的理解错误，是不对的，你没有理解全面。
从上式，我们知道a(max)是根据设防烈度选取的。那么，设防烈度是怎么来的？我们在查规范的时候，要用到一个烈度区和地震动区划，这没有画在规范上，但是搞地震研究的人知道，前者规定了设防烈度，后者决定了设计基本地震加速度。这里，设防烈度一旦确定，a(max)就确定了，故而地震影响系数(max)=a(max)/g也就确定了，可以看出跟设计地震分组的关系不大。
我们根据历史地震、地质构造、断层活动性评价和地震记录分析等等——确定潜在地震的位置、震级和震源深度。然后，我们发现地震烈度I和地震动A有一个关系，设为 I=y1（A）.我们还知道，I是随着距离R和震级M有一个衰减关系，设为I=y2（M，R），这样就有A=y（M，R）。
从上面的关系我们可以看出什么啊？
就是，某个地方可能发生何种程度的破坏性(I，A)，以及发生地震的范围(设计地震分组)，都是根据历史地震、地质构造、断层活动性评价和地震记录分析等等设定好了的。经过分析，可以得出一个平均意义上的，或者是满足一定可靠度的I和A。然后，根据各地的经济水平和建筑物的重要性，可以给出一个折减，这个折减关系是多参数的非线性的。
好了，现在我们在设计的时候有了设防I、设计A，你可以看到这两个东西的选取已经包含了M和R的影响了。那为什么还要给出地震设计分组呢？是多此一举么？我们知道，结构的地震反应受下面地基土的影响很大，同样的结构，在同样的地震作用下，当下面的地基土的分布（包括厚度和土的性质）——场地类别，不一样结构的反应就不一样。对于结构有个地震周期，对于场地，有个滤波作用。远震经过滤波作用，这个滤波作用使得短周期成分很快就衰减了，长周期成分被保留，并根据不同的场地而得到不同程度的放大。
在查表的时候，场地类别会有勘察资料告诉你；那么设计地震分组，就是告诉你，附近能影响结构的地震分布，比如，第一组，就是说地震发生的距离比较近，第三组，就是地震发生比较远。比如同样是7度，第一组就是说地震发生在本地较近距离处，短周期地震动占影响的的绝大多数，对应规范伪反应谱的那个水平段比较短；第三组就是地震发生在本地较远距离处，长周期地震动占影响的的绝大多数，对应规范伪反应谱的那个水平段比较长。但是，水平段的值受到这个设计分组的影响了么？没有，对吧！
这个影响没有在规范中明确给出来，因为后面的内容太多了，所以规范只给给出全国各地的设计分组、防防烈度以及设计基本加速度。你不明白，又做抗震设计，只能说你没有把这个东西掌握好。有兴趣，找找抗震方面的资料看看吧！
对于这个问题，我打算有时间，再重新开一系列帖子，专门的讲一讲现行规范的由来，以及对国外规范、科研的借鉴，特别要把建筑抗震设计规范的一些‘黑匣子’给讲清楚了。
因为，我发现好多设计人员对这些黑匣子搞不清楚，缺乏专门的抗震理论的修养；而很多网站和个人博客上的讲解根本不得要点，自己都没有理解，人云亦云，造成了很多误解。
最后，我的这一系列帖子，希望大家多提意见。我争取把这一系列帖子开下去，因为我自己现在也特别忙，尽力吧。
https://blog.sciencenet.cn/blog-456941-356263.html
上一篇：读Tony F. Zahrah前辈（UIUC）的两篇文章
下一篇：设计地震荷载是怎样确定的？
这个网友提的问题是这样：
有个问题总是困扰我很久了，简单地说有下：
1.设计地震分组第一组，第二组，第三组究竟反映的是什么，从第一组到第三组反反映的是一种什么趋势？谁更有利？也就是说同一场地更易发生地震的地方是分为第一组呢还是第三组？
2.从第一组到第三组，特征周期是渐渐增大的，根据地震影响系数曲线，则有从第一组到第三组，其地震影响系数也是渐渐增大的，那是不是可以这样理解：地震分组第三组比第一组受地震影响更严重呢，但从规范上的分组来看，好像又与这是相反的！这今人很是不理解！
3.从第一组到第三组是不是反映了从近震到远震的顺序呢？如果是这样，那应该是第一组受地震影响更严重啊！这又与规范上的地震影响系数计算公式是相反的！热切盼望大家发表意见！
然后，这个网友得出结论：
还有个问题想请教一下，“地震影响系数越大则受损越厉害，地震影响系数越小受损越小”这种说法成立否？如果成立，地震影响系数是随特征周期增大而增大的，第一组的特征周期比第三组的小，也就是说近震的特征周期比远震的小，那么根据规范中地震影响系数的计算公式则可推出：在建构筑自震周期相同前提下，近震所受地震影响比远震小些！也就是震中的比远处的建构筑物所受地震影响更小些！这显然与事实及常理不合，这也正是困扰我很久的地方。
我给出的回答是这样的：
首先，“地震影响系数越大则受损越厉害，地震影响系数越小受损越小”这种说法成立否？应该是“地震影响系数越大则受地震作用越厉害，地震影响系数越小受地震作用越小”。在我国抗震设计规范中，有底部剪力法和反应谱法，说到底都是静力抗震阶段，因为反应谱法是地震影响系数是一个‘伪反应谱，它根据大量真正的地震反应谱的形状所确定具有相似性状的一个相似体。
我们看规范两种方法其实都是这样一个形式：地震影响系数(max)=a(max)/g
所以说，这个’如果成立，地震影响系数是随特征周期增大而增大的，第一组的特征周期比第三组的小，也就是说近震的特征周期比远震的小，那么根据规范中地震影响系数的计算公式则可推出：在建构筑自震周期相同前提下，近震所受地震影响比远震小些！‘是你的理解错误，是不对的，你没有理解全面。
从上式，我们知道a(max)是根据设防烈度选取的。那么，设防烈度是怎么来的？我们在查规范的时候，要用到一个烈度区和地震动区划，这没有画在规范上，但是搞地震研究的人知道，前者规定了设防烈度，后者决定了设计基本地震加速度。这里，设防烈度一旦确定，a(max)就确定了，故而地震影响系数(max)=a(max)/g也就确定了，可以看出跟设计地震分组的关系不大。
我们根据历史地震、地质构造、断层活动性评价和地震记录分析等等——确定潜在地震的位置、震级和震源深度。然后，我们发现地震烈度I和地震动A有一个关系，设为 I=y1（A）.我们还知道，I是随着距离R和震级M有一个衰减关系，设为I=y2（M，R），这样就有A=y（M，R）。
从上面的关系我们可以看出什么啊？
就是，某个地方可能发生何种程度的破坏性(I，A)，以及发生地震的范围(设计地震分组)，都是根据历史地震、地质构造、断层活动性评价和地震记录分析等等设定好了的。经过分析，可以得出一个平均意义上的，或者是满足一定可靠度的I和A。然后，根据各地的经济水平和建筑物的重要性，可以给出一个折减，这个折减关系是多参数的非线性的。
好了，现在我们在设计的时候有了设防I、设计A，你可以看到这两个东西的选取已经包含了M和R的影响了。那为什么还要给出地震设计分组呢？是多此一举么？我们知道，结构的地震反应受下面地基土的影响很大，同样的结构，在同样的地震作用下，当下面的地基土的分布（包括厚度和土的性质）——场地类别，不一样结构的反应就不一样。对于结构有个地震周期，对于场地，有个滤波作用。远震经过滤波作用，这个滤波作用使得短周期成分很快就衰减了，长周期成分被保留，并根据不同的场地而得到不同程度的放大。
在查表的时候，场地类别会有勘察资料告诉你；那么设计地震分组，就是告诉你，附近能影响结构的地震分布，比如，第一组，就是说地震发生的距离比较近，第三组，就是地震发生比较远。比如同样是7度，第一组就是说地震发生在本地较近距离处，短周期地震动占影响的的绝大多数，对应规范伪反应谱的那个水平段比较短；第三组就是地震发生在本地较远距离处，长周期地震动占影响的的绝大多数，对应规范伪反应谱的那个水平段比较长。但是，水平段的值受到这个设计分组的影响了么？没有，对吧！
这个影响没有在规范中明确给出来，因为后面的内容太多了，所以规范只给给出全国各地的设计分组、防防烈度以及设计基本加速度。你不明白，又做抗震设计，只能说你没有把这个东西掌握好。有兴趣，找找抗震方面的资料看看吧！
对于这个问题，我打算有时间，再重新开一系列帖子，专门的讲一讲现行规范的由来，以及对国外规范、科研的借鉴，特别要把建筑抗震设计规范的一些‘黑匣子’给讲清楚了。
因为，我发现好多设计人员对这些黑匣子搞不清楚，缺乏专门的抗震理论的修养；而很多网站和个人博客上的讲解根本不得要点，自己都没有理解，人云亦云，造成了很多误解。
最后，我的这一系列帖子，希望大家多提意见。我争取把这一系列帖子开下去，因为我自己现在也特别忙，尽力吧。
https://blog.sciencenet.cn/blog-456941-356263.html
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