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最近，深圳许多建筑工程的结构设计开始采用地震、地质部门提供的场地安全评价报告（简称安评报告）作为设计依据。按安评报告给定的场地地震动参数进行结构计算，应该比规范给出的地震影响系数反应谱曲线更合乎本场地的实际情况，能优化设计。然而，目前大多数设计院采用的结构计算软件不能直接输入这些数据。以目前国内最广泛流行的结构计算软件SATWE为例，最重要的一段地震影响系数只能按衰减指数γ=0.9的曲线计算。这就需要针对软件的特点对输入的有关数据做一些近似、简化处理。处理的原则应该是方便计算，总误差最小。处理换算后得到的中间结果可能表现为极少数的数据，但它敏感地影响到结构各部位的安危及成本控制，可谓一发千钧，因此应认真对待。
目前，尤其在经济发达地区，多、高层民用建筑形体多数为丰富多变，上部复杂。因此，在结构动力计算中能反映这些部位位移、内力的中、高振型作用应该得到充分体现。不言而喻，总体结构的基底剪力的准确控制更是至关重要。因此，本方法采取参数等效换算法，充分保障基底总剪力和中、高振型计算的准确，同时使得计算总误差最小。换算准则就是，让按等效换算参数计算的结果与按安评报告给定参数计算的理想结果相比，在每个平动方向的所有高于第二振型（一般短于特征周期）的各中、高振型地震力分别各自相等，第一、二振型各自近似相等伴有微量偏移，但基底地震总剪力相等。
下面以使用SATWE软件为典型情况，按等效计算的顺序阐明具体推导原理及计算过程。
首先，对于每一栋楼，可以按本地区的场地基本条件查阅规范，按规范给定的常规参数试算，调整结构，并得到初步结果。从初步结果中，我们得到各振型的周期Tj、地震影响系数αj和基底剪力V0j , 其中下脚标j 表示振型序号。按照规范及结构动力学原理，可以有：
其中各项变量的含义与国家现行抗震规范一致， n表示结构总层数。可以看出，（1）式取和符号及后面的表达式，在结构的刚度、质量布局既定的情况不再随环境改变而改变，在这里我们暂且称之为结构某振型的既定常数，记为Aj ,它可以由经试算已经求得的各振型的基底剪力、地震影响系数求得，见式（2）。接下来就可以运用式（3）、（4）按评价报告的参数计算每振型各自的准确地震影响系数αcj和基底剪力Vc0j ，进而计算出全部振型参与的总基底剪力效应值即式（5），其中的下脚标c 表示按安评报告参数计算，γc 为安评报告指定的衰减指数，m为振型总数。对于地震总基底剪力效应的计算，可采用振型的SRSS组合方式，这是因为平动各振型的周期值相距较远，其效应的相关性不强。
我们选式（5）数值为单项理想数值，让按新建立的等效曲线计算的地震总基底剪力与其相等。主体结构的分析软件SATWE 在输入地震影响系数的衰减指数时，只能接受常规的指数0.9，因此我们只能按式（6）、（7）的形式建立方程式，并实现式(8)的条件，其中变量的下脚标d表示等效计算的意思：
地震总基底剪力可以表达为以等效特征周期Tdg 为自变量的函数，经过整理，得到最后的等效特征周期公式，见式（9），其中m1表示位于反应谱指数曲线部分的振型数目:
主体结构的最终正式计算，应使用所得到的等效特征周期，及其它安评报告给定参数。 振型数目应取足够多，能反应顶部的鞭梢效应。
在深圳市南海益田置业有限公司提供的由广东省工程防震研究院编写的工程场地地震安全性评价报告中，给定的参数如下：特征周期Tg=0.5 s，地震影响系数最大值αmax=0.097 , 地震影响系数曲线的衰减指数γ=1.196，其中某栋楼取18个振型计算。按本方法算得的等效特征周期为 Tdg=0.3768s。其它各项数据、结果见插图。计算结果说明，结构的前两个扭转振型的放大倍数，也都分别得到较好的拟合：第一振型放大倍数略高于理想值，第二振型放大倍数略低于理想值，估计总基底扭矩相当。
算例插图： 南海益田某栋楼几种抗震设计谱曲线的比较
通过几个算例对误差进行计算复核，可以看到用本方法的近似计算同理想的精确计算结果相比，在主体结构高度的中部，算得总剪力稍大偏于安全。顶部剪力偏小约7% 左右，因此在正式计算中，可在“顶部塔楼放大系数”项中输入1.05用以矫正，作用范围为在顶部占结构全高的五分之一。
本公司吴永新、沈克力两位结构总工在研讨本项计算方法中做了许多工作，江萍主任工校核了公式的推导，肖成工在计算南海益田设计工程中用不同方法证实了对计算误差的评价，在此一并表示感谢。
[1] 建筑抗震设计规范（GB 50011-2001），北京，中国建筑工业出版社， 2001
[2] 黄用军、陈岩等：地震动影响系数的计算，第十八届全国高层建筑结构学术会议，重庆，2004
[3]丰定国、王社良：抗震结构设计，武汉工业大学出版社，2003