（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