中美抗震设计规范地震动参数的对比研究
从中国、美国、欧洲抗震设计规范谱的比较 探讨我国的抗震设计反应谱
取为 ００ 。 ．５
水平 段 ： 曲线下 降段 ： 直线 下 降段 ：
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２ 期
余 湛等： 从中国 、美国、 抗震 欧洲 设计规范谱的比 较探讨我国 抗震 的 设计反 堂
！
目前 ，在世 界各 国的抗 震规范 中，设计 反应谱 的计算 大多采 用相近 的思路 ，即根据各 地 区 的地 震构造 和地震 活动性研 究结 果 ，确 定给定 设防水准 下地震 动加速 度峰值 和反应谱 ，并 通过地 震力调 整系 数来得 到设计地 震动参 数 。考 虑到各 国规范 中采用 的设 防水准和地 震力调 整系数 有所差异 ，为了便于统 一各 国抗震 规范反 应谱 的比较标准 ，本文 采用 同一设 防水准 下
的地震 动加速度 反应谱 进行 比较 。
１ 中国 、美 国、 欧洲 抗 震规 范 中反应 谱 及 近 期演 变
抗 震设计 反应谱通 常采用 ３个参 数进行 描述 ，即最大 地震影 响系数 ａ 、特 征周期 和
长周 期段反应谱 曲线 的衰减指 数 。在 中 国、美 国、欧洲 的抗震规 范 中，都 采用 了上 升段 、 平 台段 （ 加速 度控制段 ） 、下 降段 （ 度和位 移控 制段 ）的 ３段或 ４段谱 型 。以下简要介 绍 中 速
地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ震界普 遍关 注 的问题 。
在看 到 一致概 率谱与我 国规 范设 计谱 的差异 时 ，人 们 自然 会联想 到 与 国外 抗震规 范反应 谱 进行 比较 。本文拟 通过 比较 中国、美 国、欧洲 ３个抗 震规 范及其 发展 ，讨论 设计反应 谱 、 特 别是 长周期段 的取值 问题 ，以供 工程 地震 界参考 。
中美地震作用计算参数比较及锅炉钢结构抗震选型
中美地震作用计算参数比较及锅炉钢结构抗震选型地震作用是指由地震引起的地面振动力，是工程设计中必须考虑的重要因素之一、在设计锅炉钢结构时，需要选择合适的抗震设计参数，并进行结构的抗震选型。
本文将比较中美地震作用的计算参数，并提出针对锅炉钢结构的抗震选型建议。
一、地震作用的计算参数比较1.中美地震烈度标准比较中美两国的地震烈度标准有所不同。
中国采用的是中国地震烈度标准，将地震烈度分为I至XII度，分别对应不同地震强度的地震区。
美国采用的是烈度标准，将地震烈度分为I至X度，分别对应不同地震强度的地震区。
2.地震设计参数比较地震设计参数是用来衡量地震作用的重要指标。
中美两国的地震设计参数包括设计地震加速度、设计基准周期等。
中国地震设计规范中规定的设计基准周期为0.2s至2.0s，而美国地震设计规范中规定的设计基准周期为0.10s至5.0s。
此外，中美两国的设计地震加速度也有差异。
3.地震设计规范比较中美两国的地震设计规范在结构设计方法、容许应力、抗震设防要求等方面都存在一定的差异。
中国地震设计规范中对于抗震设防要求的规定相对较为详细，而美国地震设计规范则相对较为简略。
二、锅炉钢结构抗震选型1.根据烈度标准进行选型根据所在地的地震烈度标准，选择相应的结构抗震等级。
通常地震烈度越高，结构抗震等级要求越高。
2.根据设计地震加速度和基准周期进行选型根据设计地震加速度和基准周期，确定结构的抗震设防水平。
一般来说，地震加速度越大，基准周期越短，要求结构的抗震设防水平越高。
3.根据地震设计规范进行选型根据所采用的地震设计规范，遵循规范中的抗震设计要求，进行合理选型。
4.确定结构类型和材料根据选型结果，确定锅炉钢结构的具体类型和材料。
根据地震设防等级要求，选用抗震性能良好的钢材，并采用适当的结构类型，如框架结构、筒体结构等。
总之，针对锅炉钢结构的抗震选型需要综合考虑地震烈度、设计地震加速度、基准周期等地震设计参数，并遵循相应的地震设计规范。
中美规范地震作用计算的对比
动态计算方法
弹性时程分析法
弹性时程分析法 静力方法主要指“底部剪力法”，美国规范中称为等效侧力法（equivalent lateral force procedure）。 动力方法主要指“振型分解反应谱法”，美国规范中称为振型反应谱分析（Modal response spectrum analysis）;动力方法还包括各种时程分析法----线性或非线性。 中美规范都使用上述两种方法。
美国规范ASCE7-10做了相应规定： 直接采用弹塑性反应谱理论，直接取设计地震(50年超越概率 为10%)进行结构的抗震承载力验算和变形验算，在计算地震作用时就 考虑了结构的塑性耗能要求。 在设计地震作用下，允许结构进入非弹性工作阶段，可以有轻 微的损坏，并通过结构反应调整系数 R 来折减弹性地震作用，即考虑 了结构的弹塑性变形能力在弹性反应谱中的折减。由于结构反应调整 系数与结构的位移延性有关，因此，并不需要按设计地震水准下的峰 值反应加速度来确定结构的设计地震力，而是取不同的结构自振周期 段的结构反应调整系数 R ，以降低后的峰值反应加速度作为设计峰值 反应加速度，并由此确定设计地震力。 [1]
则：ASCE
情况4 GB500112010 ASCE7-10 8度设计地 设计地震分 震加速度值 组为第三组 0.2g E类场地
则：ASCE
<2>7度区Ⅳ类场地罕遇地震 的中国、美国规范反应谱对比
3.中美规范的地震作用方法种类比较
底部剪力法 静态计算方法 地震作用计算 Push-over分析 振型分解反应谱法
查阅相关资料我们得到了中美框架结构的抗震设计的相关区别： ①在结构设计方面，美国采用周边抗震框架结构形式，仅由边榀抗震 框架来承担整体结构的地震作用，其柱截面尺寸较大，除底层柱纵筋 配筋率小于中国外，其余楼层柱纵筋配筋率两国结果相差不大，美国 略高；美国规范对梁端、柱端加密区箍筋要求十分严格，其配箍率较 中国大出许多。从整个结构设计过程可以看出，美国特殊框架结构采 用低承载力高延性的设计思路，设计地震作用比中国低，但在抗震构 造措施上，尤其是箍筋配置方面比中国严格许多； ②在结构弹塑性时程分析整体反应方面，对于采用了综合框架模型的 中美框架结构，中国模型的整体变形仍然以剪切型为主，而美国模型 的整体变形中弯曲变形成分较多，与中国框架结构变形趋势存在一定 差异； ③无论是单榀抗震框架还是简化后代表三维空间结构的综合框架，中 美两国模型的破坏均为“梁柱混合铰”模式，但是中国模型柱铰位置较 为分散，分布于各个楼层，而美国模型柱铰集中分布于底层柱底，因 此美国框架结构有着与中国框架结构不同的耗能机制，即允许底层柱 底出铰，通过其变形来耗散能量。
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换
中美抗震设计规范地震作用主要参数比较和转换首先是地震烈度。
中美两国使用不同的地震烈度评定标准，分别是中国的《地震烈度评定标准》和美国的《修订版美国地震工程规范》。
虽然两者评定标准不同，但通过一定的转换关系可以相互对应。
一种常用的转换方法是根据地震烈度的描述特征进行转换，例如中国的6度和美国的VI度可以相对应。
其次是地震波参数。
中美两国在地震波参数的选择上也存在一些差异。
中国抗震设计规范使用的是近场地震动参数，采用的是地震动参数的峰值加速度、峰值速度和峰值位移。
而美国抗震设计规范则更加重视地震波的频谱特性，使用地震动参数的响应谱来刻画地震动的强度和频率分布。
因此，在进行参数转换时，需要考虑两种参数的差异性。
地震地表运动参数是指地震波对地表运动的影响程度。
中美两国地震地表运动参数的比较可以从地震波的强度和持续时间来进行。
一般来说，美国的地震波相对剧烈，持续时间较短，而中国的地震波相对较弱，持续时间较长。
因此，在抗震设计中，美国更加注重地震波的峰值参数，而中国更加注重地震波的累积效应。
最后是地震力参数。
地震力参数是地震作用对建筑物结构产生的力的描述，包括地震力系数、反应谱和地震效应系数等。
中美两国在地震力参数的设计上也存在一定的差异。
美国抗震设计规范更加注重结构的抗震性能，采用地震力系数或反应谱方法来计算结构的抗震力。
而中国抗震设计规范则更加注重结构的整体性能，采用地震效应系数方法来计算地震力，将地震力转化为与结构性能有关的地震效应。
总体而言，中美抗震设计规范地震作用主要参数的比较和转换需要考虑地震烈度、地震波参数、地震地表运动参数和地震力参数等因素。
这些参数在不同的设计规范中有着不同的侧重和表述方式。
在实际应用中，需要根据具体的结构和地震情况进行参数的选择和转换，以确保结构的抗震性能和安全性。
中美抗震规范的对比研究
中美抗震规范的对比研究地震是一种普遍存在的自然灾害，给人类社会带来了严重的破坏和人员伤亡。
因此，各国都制定了相应的抗震规范，以保障建筑物在地震中的安全性。
中美作为地震频发地区，其抗震规范的对比研究，对于提高建筑物的抗震能力有着重要的意义。
其次，中美在抗震设计参数上存在差异。
中美两国在抗震设计参数上存在一定差异，使用的地震参数也不尽相同。
例如，中国要求建筑物的地震设计水平达到6度，而美国要求新建建筑物的设计基本风速应满足1%震级所要求的风速。
此外，美国的设计基准地震分为5%和2%设计基准地震，而中国抗震设计中并未明确规定此类参数。
因此，在抗震设计参数上的差异也会影响到建筑物的抗震性能。
另外，中美在抗震设计方法上也存在一定差异。
中美两国的抗震设计方法主要有弹性设计和阻尼设计两种。
弹性设计主要采用确定性方法，依靠经验公式进行计算，适用于不考虑结构非线性行为的简单建筑物。
而阻尼设计方法主要采用概率性方法，考虑结构的非线性行为，适用于要求更高抗震性能的建筑物。
而美国在抗震设计上更加注重地震动分析和非线性分析，给出了更为详细的设计方法和要求。
此外，美国还对建筑物进行了性能级别的分类，使得设计更加具体和针对性。
最后，中美在抗震建筑材料和结构体系的要求上也有所不同。
中国对于抗震建筑材料的要求分为耐震等级I~Ⅳ，Ⅳ级为最高耐震等级，应用于特殊用途建筑物。
而美国对抗震建筑材料的要求主要通过性能参数进行指定，如混凝土的强度等级。
在结构体系上，中国主要采用的是框架结构体系和抗震墙结构体系，在设计上更加简化。
而美国则采用了更多的结构体系，如剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系等，能够提供更好的抗震性能。
综上所述，中美在抗震规范上存在一定的差异。
中国注重经验公式和弹性设计方法，在抗震建筑材料和结构体系的要求上相对简化；而美国注重地震动分析和非线性分析，在抗震建筑材料和结构体系的要求上更为细致。
只有通过深入了解两国抗震规范的差异，才能为改善建筑物的抗震能力提供有针对性的建议和措施。
中美地震作用计算参数比较及锅炉钢结构抗震选型
中美地震作用计算参数比较及锅炉钢结构抗震选型随着经济的快速发展，人们对建筑结构的抗震性能要求也越来越高。
锅炉钢结构是一种在锅炉设备中广泛使用的结构形式，因此其抗震性能也受到了极大的关注。
本文将分析中美地震作用计算参数的比较，并探讨锅炉钢结构选型中的抗震设计要点。
首先，我们来比较中美地震作用计算参数的差异。
地震作用的计算参数包括地震烈度、地震波参数和设计加速度等。
在地震烈度方面，中美两国采用了不同的烈度标准。
中国常采用《地震动区划图》标准，将地震活动划分为不同的区域，每个区域有相应的地震烈度。
而美国则采用了PGA （Peak Ground Acceleration）参数来表示地震烈度。
地震波参数方面，中美两国也有所不同。
中国常采用地震波的峰值加速度和振型周期来描述地震波的特性，而美国则更关注地震波的频谱特性，采用了Spectral Acceleration（SA）参数来描述地震波的能量分布情况。
另外，在设计加速度方面，中国常采用Eq（设计震级），而美国则采用了Sds（设计地震加速度）。
总体来说，中美地震作用计算参数存在较大差异。
接下来，我们来探讨锅炉钢结构抗震选型的设计要点。
首先，选材要牢固耐用。
锅炉钢结构通常使用Q235B、Q345B等低碳钢材料制作，这些材料具有良好的可塑性和韧性，适用于承受地震等大荷载情况。
其次，结构要合理稳定。
锅炉钢结构通常采用框架结构，需要合理配置水平和垂直的连墙件和支撑系统，提高结构的整体性能和刚度，以抵抗地震作用带来的水平和垂直荷载。
再次，采用适当的抗震设计措施。
锅炉钢结构可以通过增加剪力墙、引入钢管混凝土等方式来提高结构的抗震性能。
此外，还可以采用减震器、阻尼器等装置来减小结构的地震反应。
最后，要注重施工质量和监控。
在锅炉钢结构的施工过程中，应加强施工质量的监控和管理，确保结构的抗震性能和使用安全。
综上所述，中美地震作用计算参数存在差异，锅炉钢结构选型的抗震设计要点包括选材、结构设计、抗震设计措施和施工质量和监控等。
中美两国学校和医院房屋的抗震设计对比
[文章编号] 100228412(2009)0520074207中美两国学校和医院房屋的抗震设计对比刘 薇(美国旧金山湾区结构工程师)[摘 要] 从建筑结构基本设计原则角度出发,比较了中国抗震设计规范(G B5001122001)与美国国际房屋设计规范(I BC 2006)中的抗震条文。
结合美国抗震设计规范的发展,基于1933年发生在加州洛杉矶的长滩地震和其后产生的费尔德法案,讨论了美国抗震设计规范实际上是建立在多次地震损失的教训上的。
并且为了防止再次发生类似的地震损失,美国规范对于学校和医院的建筑给予特别的重视。
最近发生的四川汶川地震摧毁了许多学校和医院的建筑,造成重大伤亡。
这次地震也提醒了我们,中国的建筑结构抗震设计和施工质量都有可待提高的地方。
为了让学校的建筑能够保障学生生命安全,医院的建筑在灾难发生时能够提供给人们持续的紧急救援,本文提出了一些可以从美国抗震设计规范借鉴之处。
[关键词] 结构抗震设计;规范[中图分类号] T U352 [文献标识码] AComparison of the Chinese and US Seismic Design on School and H ospital BuildingsLiu Wei (765San Antonio Rd ,#50Palo Alto ,C A 94303,USA )Abstract :In this paper ,the basic seismic design principles in Chinese seismic code G B5001122001and the US seismic provisions in the International Building C ode are com pared.S tarting from the 1933Long Beach Earthquake and the Field Act after the earthquake ,the development of US seismic code is discussed.The seismic design in US is basically from all the less ons learned in the previous earthquakes.Als o ,to av oid similar earthquake damages happen again ,US building code pays special attention to public school buildings and hospital buildings.The recent S ichuan Wenchuan Earthquake damaged many school and hospital buildings ,and caused many death.I t als o reminds us that the seismic design practice and construction quality could be im proved in China.In order to provide life safety for the school Children and keep our hospitals in operation to accomendate the emergency needs for the future disasters ,this paper highlighted s ome areas in the US building code that can be learned and make our building safer.K eyw ords :structural seismic design ;code[收稿日期] 2008211205 2008年5月12日,四川汶川发生的810级的特大地震造成了大量的人员伤亡及财产损失。
中美规范地震作用计算的对比
中美规范地震作用计算的对比中美地震规范将地震作用计算作为结构设计的重要组成部分，对于建筑物和其他工程结构的耐震性能具有关键作用。
中美两国的地震规范在地震作用计算方面有着一些共性和差异。
一、共性1.基本思想：中美地震规范都采用了基于地震地表运动的设计原则，即将地震作用抽象为地震地表运动方程，并通过地震反应谱、加速度、速度和位移等参数来描述地震作用。
2.设计地震动参数：中美地震规范都需要确定一定的设计地震动参数，如地震分组、设计地震加速度、地震反应谱等。
这些参数是根据历史地震记录、地震活动性及构筑物的特性等因素来确定的。
3.结构模型：中美地震规范都要求建立适当的结构模型，以进行地震作用的计算。
模型要考虑到结构的几何形状、材料性质、刚度分布等因素。
二、差异1.结构设计等级：中美地震规范在对地震作用计算的要求上存在差异。
美国规范中要求的地震分析方法较为复杂，适用于各种结构类型，并给出了不同结构设计等级的要求。
中国规范中地震设计分级的要求相对较简单，主要依据于结构的高度、重要性等因素。
2.地震动参数的确定：中美地震规范在地震动参数的确定上也存在差异。
美国规范中采用地震分级来选择设计地震加速度和地震反应谱，而中国规范中的设计地震加速度和地震反应谱是根据地震地域和设计地震烈度来确定的。
3.设计方法：中美地震规范在地震作用计算的具体方法上有所不同。
美国规范中一般采用时间历程分析方法，对于一些特殊结构可以采用简化方法；中国规范中强调使用等效静力法进行地震作用计算，并对时程分析方法给予限制。
4.频谱形状：中美地震规范对地震动频谱的形状要求也存在差异。
美国规范中要求地震反应谱是平均谱，即在不同周期范围内均匀取值；中国规范中要求地震反应谱是设计谱，具有两个峰值。
总的来说，中美地震规范在地震作用计算方面有着共同的基本思想和要求，但在具体的设计方法、参数确定和规范要求等方面存在一定的差异。
这些差异主要源于两国地震活动性、构筑物特性以及结构设计理念的差异。
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（9）
当 T＝0 时， S 0.4 S a DS 将式（10） 、式（7）代入式（8）得
A a 0.4 S S DS DS g g max
（10）
（11）
对比式（2）和式（11） ，得出式（2）中的 2.5 即为动力系数最大值 2.4 中美地震动参数的换算 根据美国设计荷载规范（ASCE7-05） ， 2 S F S DS 3 a S
F 1.6 ， F 2.4 ，R＝3.0，I＝1.0。美国规范 D 类场地大致相当于中国规范Ⅱ类场地。 a v R
对比中美规范反应谱曲线，可得到图 2。
对于其他结构和场地类别，同理可作出类似反应谱曲线对比图。
图 2 中美规范反应谱曲线对比 3. 结语 由上述分析可以看出： （1）对于按美国规范给出短周期和 1s 周期谱反应加速度的地区，可以根据式（14） 和式（15）换算得出中国规范对应的设计基本地震加速度值和特征周期。 （2）场地条件对地震动峰值加速度影响比较明显，不应忽略，美国规范则考虑了软弱 场地对峰值加速度的放大作用。因此中国在以后的规范修订、地震区划、工程结构抗震工作 中应考虑场地条件的影响，根据场地条件的不同对地震动峰值加速度予以适当调整。
S D1 2 F S 3 v 1
max
。
（12） （13）
S —最大考虑地震下，%5 阻尼比的结构短周期设计谱反应加速度系数； S S —最大考虑地震下，%5 阻尼比的结构 1s 周期设计谱反应加速度系数； 1 F 、 F —场地影响系数； a v
将式（12）代入式（2）得
F S F S a S DS 3 A a S a 2.5 g 2.5 g 3.75 g S 2
（14）
S 图 1 中， T D1 ， S 为修正后的结构 1s 周期设计谱反应加速度。Ts 对应中国反 S S D1 DS
应谱曲线中特征周期 Tg，由此得出
F S T v 1 g F S a S
（15）
根据式（14） 、式（15）即可得出美国规范短周期、1s 周期谱反应加速度跟中国规范设 计基本地震加速度、场地特征周期之间的换算。 2.5 中美规范反应谱曲线对比 由美国设计荷载规范（ASCE7-05）可知，在实际计算地震作用效应时，图 1 的谱反应 ，R 为结构反应修正系数，与结构的延性有关；I 为结构重要性系数，与结构 I 的使用功能分类有关。 曲线需除以 例如：某钢筋混凝土框架结构，场地类别为 D 类， S 0.25 g ， S 0.08 g ，查规响系数 就是地震时结构的最大反应加速度（以 g 为单位） 。 （5）
（6）
—不同自振周期结构的最大反应加速度；
—动力系数最大值。
图 1 美国规范的反应谱曲线 由图 1 可知， S
a max S DS
。
（7）
对比式（6）和式（2）可知，设计基本地震加速度和有效峰值加速度相当。 2.3 美国规范的最大动力系数
max
谱反应加速度曲线中，结构自振周期 T＝0 时为刚性体系，动力不放大， 1 ，根据 式（5）和式（6）
S S S A a a a max a g g g max
（8）
美国规范反应谱曲线中，对于结构自振周期 0≤T＜To，
T S S (0.4 0.6 ) a DS T 0
中美抗震设计规范地震动参数的对比研究
张永超 杨晨 吕中维 尹建峰 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222
摘 要： 根据中美抗震设计规范中地面运动加速度具有相同的物理意义， 由结构动力学公式 推导，得出美国规范中的有效峰值加速度（EPA）跟中国规范中的设计基本地震加速度相对 应，推导出了美国规范短周期和 1s 周期谱反应加速度跟中国规范设计基本地震加速度、特 征周期之间的换算关系，并进行了中美规范反应谱曲线对比。 关键词：中美抗震设计规范 地震动参数 有效峰值加速度（EPA） 设计基本地震加速度 特征周期 中图分类号： TU973+.31 文献标识码： A 1. 引言 目前世界各国的工程设计技术标准在设计理念、设计原则甚至设计要求等诸多方面均 存在许多差别， 而美国规范在许多地区应用广泛， 比如非洲大部分国家没有自己的规范体系 而采用美国规范，因此本文通过对比美国规范中的有效峰值加速度（EPA）跟中国规范中的 设计基本地震加速度值，给出了两者之间的换算关系，并进行了中美规范反应谱曲线对比， 为正确理解和应用美国规范起到抛砖引玉的作用。 2. 中美地震动参数的对比 2.1 地震动参数定义 中国规范的设计基本地震加速度值，取值与《中国地震动参数区划图》所规定的“地震 动峰值加速度”相当，即具有概率意义的地震系数。地震系数 k 为地面运动最大加速度值与 重力加速度之比，即
中美抗震设计规范地震动参数的对比研究
作者： 作者单位： 刊名： 张永超， 杨晨， 吕中维， 尹建峰 中水北方勘测设计研究有限责任公司 城市建设理论研究（电子版）
英文刊名： 年，卷(期)：
ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu 2013(29)
本文链接：/Periodical_csjsllyj2013291493.aspx
& & x g max k g
（1）
& & —地震时地面运动加速度最大值。 x g max 美国规范的有效峰值加速度 （EPA） ， 由%5 阻尼比的短周期谱反应加速度除以 2.5 得到，
即
S A DS a 2.5 g S DS
（2）
—%5 阻尼比下，修正后的结构短周期设计谱反应加速度。
2.2 设计基本地震加速度和有效峰值加速度的对比 动力系数 为地震作用下结构最大反应加速度与地面最大加速度之比，即
参考文献 1 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范 [S]. 2 GB 18306-2001 中国地震动参数区划图 [S]. 3 ASCE7-05 Minimum Design Loads for buildings and other Structures [S]. 4 郭继武. 建筑抗震设计[M]. 北京：高等教育出版社，1999. 5 薄景山，李秀领，李山有. 场地条件对地震动影响研究的若干进展[J]. 世 界地震工程 2003 19(2).
S a
（3）
& & x g max
S —结构最大反应加速度，在同一场地内跟结构自振周期有关。 a & & x S S g max a a 地震影响系数 k g g & & x g max S 由式（4）可得 k a g S k a max g max S a max max