第十届中日建筑结构技术交流会-台湾长周期地震动之设计探讨

结构的地震反应会受到震源机制、波传路径、工址地层放大效应、结构─土壤互制与结构本身振动反应等各种因素影响。但时至今日,各国耐震规范所考虑的工址设计加速度谱大多仅考虑工址垂直向土层剖面的地质影响,而前述震源机制、波传路径等因素,并无法反应在工址设计地表加速度上。但在日本311大地震后,发现高楼结构受到长周期地震动的明显影响,此种受到震源机制与波传路径影响的长周期地震动就目前各国设计震谱特性而言,尚少有考量。台湾早期设计震谱分别沿用日本与美国的震力系数来考量加速度反应谱系数(地震影响系数),而自1986年11月15日 花莲发生芮氏规模6.8之地震后,开始针对台北盆地的地盘共振效应,修正设计地震力的震力系数,使震谱转角周期(设计特征周期)远大于中国、日本等。而由台湾921集集地震的强地动资料观察,盆地与沉积平原之沿海地区易受长周期地震动的影响,部分区域在周期4-5秒间有明显的工址地层放大效应,此种长周期地震动对于高层建筑以及隔震建筑的结构设计都会造成严重影响。
本文根据921集集地震的强地动资料,首先探讨台湾盆地与沉积平原地区易受长周期地震动的影响因素,也就各国的地震危害度进行比较与探讨,同时说明各国设计反应谱间的差异,并就长周期地震动地震波造成结构设计的影响与设计考量进行阐述。