王亚勇：结构时程分析输入地震动准则和输出结果解读
建筑结构时程分析基本包括:输入地震动、结构建模和输出结构响应三大部分。《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)对结构抗震验算采用时程分析的适用范围、输入地震动加速度时程（地震波）的选择和检验做了较详细规定，对结构建模和输出结果的应用仅做了原则性规定。本文主体分两部分:第一部分介绍规范对时程分析法输入地震波选择与检验的原则及技术背景，即输入地震动准则；第二部分对如何解读结构弹性和弹塑性时程分析的输出结果，如：楼层剪力、弯矩、位移、结构损伤等数据的摘取和应用进行探讨，结合工程实例，评价输出结果的可信性和应用价值。专门探讨了地面峰值加速度GPA和有效峰值加速度EPA的定义，以及如何对地震波加速度数据进行调整。
1?输入地震动准则???????
输入地震动准则即为结构时程分析选择输入地震加速度记录时程（简称地震波）的基本要求，包括：地震环境（场地类别和地震分组）、数量、持续时间、检验方法等。地震波的合理选择是时程分析结果能否既反映结构最大可能遭遇的地震作用，又满足工程抗震设计基于安全和功能要求的基础。在这里不提“真实”地反映地震作用，也不提计算结果的“精确”性，正是基于对结构可能遭遇地震的极大不确定性和计算中结构建模的近似性。在工程实际应用中经常出现对同一个建筑结构进行时程分析时，由于输入地震波的不同，造成计算结果的数倍乃至数十倍之差，使工程师无所适从。
《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（简称2010规范）5.1.2-3条要求“采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线（即反应谱）应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符”。
1.1?“选波”要求???
1.1.1地震环境要求
2010规范在构建设计反应谱时，按不同场地类别和震级、震中距从全球强震加速度记录数据库中挑选了数百条地面加速度记录，求出每条记录的反应谱。同时收集这些记录台站的地质剖面和地震震级、震中距等参数，按照2010规范的场地类别划分标准，场地分成Ⅰ~Ⅳ类和远、中、近震分组，共计12组，再经平滑处理得到2010规范5.1.5条的地震影响系数曲线，即设计反应谱。时程分析法输入地震波的选择应遵循上述构建设计反应谱的原则，考虑建设场地与记录台站场地的地震环境。
1.1.2数量要求
对于高度不是太高、体型比较规则的高层建筑，取2+1，即选用不少于2条天然地震波和1条拟合目标谱的人工地震波，计算结果宜取包络值。对于超高、大跨、体型复杂的建筑结构，取5+2，即不少于7组地震波，其中，天然地震波数量不少于总数的2/3，计算结果取平均值。
1.1.3持续时间要求
为了充分地激励建筑结构，一般要求输入的地震动有效持续时间为结构基本周期的5倍左右。对于结构动力时程分析，只有加速度记录的强震部分的时长，即有效持续时间才有意义。最常用的有效持续时间定义是：取记录最大峰值的10%~15%作为起始峰值和结束峰值，在此之间的时间段为有效持续时间。图1表示编号为US185地震加速度记录的波形，用于7度小震下结构时程分析，最大加速度峰值是35gal，取首、尾两个峰值为3.5gal之间的时间长度为有效持续时间，大约为30s，可用于基本周期小于6s的结构。
图1加速度记录有效持续时间的定义
1.1.4统计特征要求
规范规定，时程分析所采用的地震波的平均反应谱与振型分解反应谱法所采用的反应谱应“在统计意义上相符”。如前所述，天然地震波具有千变万化的特征，不同结构的动力特性也千差万别。对同一个结构，输入不同的地震波进行时程分析会得到完全不同的结果。所以，遵循“在统计意义上相符”的原则选择天然地震波时，只要求所选的天然地震加速度记录的反应谱值在对应于结构主要周期点（而不是每个周期点）上与规范反应谱相差不大于20%。这个要求只是一种参考，便于数据库管理员在数据库中挑选合适的记录。一般情况下，照此要求选择的地震波可以满足时程分析要求。但是，不宜将此作为检验地震波的标准，检验标准仍然是规范规定的结构底部剪力。
为什么既要求有天然地震波，又要求有人工地震波作为输入？原因是，所谓人工地震波，是应用数学方法，将足够多的具有不同周期的正弦波叠加组合形成一个平稳或非平稳的随机时间历程，对叠加组合过程不断进行迭代修正，使它的反应谱逐步逼近规范的设计反应谱。当拟合精度达到在各个周期点上的反应谱值与规范反应谱值相差小于10%，即认为“在统计意义上相符”了。这样合成的人工地震波具有足够多的周期分量，可以均匀地“激发”结构的各个振型响应。但是，由于人工地震波是“拟合”设计反应谱的加速度时间