对地震动特征在土木结构设计时的一些疑惑

  前几日，甘肃积石山发生6.2级强震。大家对地震的各种震害和知识，都非常关注，也为逝去生命的同胞们感到无比惋惜和痛心。

  通过亲身经历大地震的震动，或者观看地震动的实时录像，抑或查看专业的地震动加速度时程记录（强震仪记录），对于地震动的特征在具体土木结构设计时的取舍问题存在疑惑。

  现简要如下：地震动传播到地表，一般会先后经过——杂波，P波（纵波，压缩波），S波（横波，剪切波），面波（瑞利波，乐甫波）等。P波和S波，属于体波。瑞利波类似于垂直地表逆时针翻转，造成地表颠簸晃动；乐甫波，类似于地表产生平行于地面的蛇形运动。

 通过强震仪对地震地面运动加速度进行记录，一般一次实际地震，会同时记录地面某一个点三个方向（东西、南北、上下）的加速度时程。常规土木工程结构设计时，通常使用的是这种记录下来的地震波，生成反应谱，来计算地震作用。或者直接使用实际记录（也有人工波），输入到结构模型，进行时程分析。

 这里提出一些疑惑：通过一个具体点（指强震仪所在的那个点，估计不超过3平方米）的地震动，其实并不能准确捕捉更大范围的地面运动的空间效应（P波-S波-瑞利波-乐甫波），具体表现为不同体量的建筑（包括长度不一的建筑）若只用水平向地震动（没有区分具体是什么波造成的这种运动）做设计，似乎还是存在一些问题？如前所述，地面不只是水平运动，还有上下前后左右的翻转、扭转，是同时一起作用的，为何设计时只考虑一个单一的平动？

 提出这个问题，是基于物理逻辑这个概念，至少人在强震地面运动时的具体感受和一些特殊建筑在地震中表现强烈的空间作用特征这两点，不得不对常规的抗震结构地震动输入方法产生一些必要的疑惑。

2023年12月22日，写于成都。