基于规范设计谱和地震区设定谱的地震动记录选用研究
发布时间：2021-01-29 01:47
在对结构进行时程分析的过程中,所涉及的地震动记录选取与调幅是一个至关重要的环节。目前,各国规范关于地震动记录选取的基本要求是匹配目标谱的同时兼顾地震参数,但在地震动记录调幅方法、匹配目标谱的选择与构建以及记录与目标谱的匹配程度方面的具体做法并没有明确说明,工程师和研究人员在结构抗震设计中没有清楚的遵循原则。地震动记录的选取对结构时程分析结果的影响不可忽略,不合理的地震动选取会高估或低估结构响应,导致结构抗震设计后所得的结果与实际地震发生时的结构反应偏差较大,给人们的生命财产安全埋下了隐患,对于地震动记录的选择与调幅方法需要更深入的研究。鉴于上述原因,本文基于我国抗震规范,着眼于基于性能的抗震研究所涉及的关键问题——地震动的选取与调幅,对抗震设计过程所采用的地震动参数定义进行了讨论分析,并对设计选波过程的各个细节展开对比分析,包括调幅方法、匹配周期范围、地震参数的确定和目标谱的构建等,希望总结出地震动选取的合理方法。为了实现上述研究目标,本文以地震动的选取与调幅为主线,建立单自由度体系和多自由度框架结构为对象,通过结构响应离散性评价选取与调幅方法。本文的研究路线如下:目标地震动参数的确定...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
所选记录的反应谱
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文10针对以下两个目前公认且常用的EPA定义式进行对比计算：定义1：(0.1~0.5)(0.1~0.5)aSEPA(2-2)式中，(0.1~0.5)aS——在周期[0.1s~0.5s]的地震动加速度反应谱平均值；(0.1~0.5)——在周期[0.1s~0.5s]间的平均放大系数。定义2：amax()STEPA(2-3)式中，a()ST——在T周期点的加速度反应谱的均值；βmax——所选加速度记录的平均放大系数的最大值；T——βmax相对应的周期点。本文于美国太平洋地震工程研究中心(PEER)地震动数据库[42]下载了38043条水平向地震动记录，利用MATLAB编程对地震动记录进行处理，计算每条地震动记录的PGA，算得每条记录的反应谱曲线如图2-1所示，放大系数谱β(T)见图2-2，放大系数谱β(T)表达式为，a(T)=S(T)/PGA(2-4)式中，β(T)——每条加速度记录的放大系数谱；PGA——加速度时程绝对值的最大值。对各地震动加速度反应谱的最大放大系数βmax相对应的周期T进行统计，水平向地震动T位于0.15s附近区间即0.05s~0.15s和0.15s~0.25s区间的数量最多，分别为12420和11248。在周期0.22s（即0.1s-0.3s）处的数量最多为20200，如图2-3所示。图2-1所选记录的反应谱图2-2所选记录的放大系数谱
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文110.00.20.40.60.81.01.21.41.61.805000100001500020000N(条)T(s)图2-3βmax对应周期的分布情况经过统计得到所有记录的平均和84%分位值的放大系数谱β(T)如图2-4所示，平均放大系数谱的最大值为2.7845，其对应的周期点为0.16s，符合上图的统计规律，即可计算定义二下的EPA2。计算平均放大系数谱在周期为0.1s~0.5s范围的均值为2.3734，即可得出定义一下的EPA1。绘出两种定义下的EPA计算结果散点图并利用离散率（变异系数）表示其离散程度，EPA1的均值为0.0268，标准差为0.0745，离散率为2.776；EPA2的均值为0.0268，标准差为0.0717，离散率为2.882，定义2计算EPA的离散程度大于定义1的计算结果。图2-4平均放大系数谱β(T)图2-5两种定义下的EPA离散率为进一步探讨场地类别对β取值的影响，将38043条地震动记录按等效剪切波速VS30对应不同场地类别分类为四组，VS30在550m/s以上的场地对应于中国规范的Ⅰ类场地；VS30在550m/s与265m/s之间的场地对应于中国规范的Ⅱ类场地；VS30在265m/s与165m/s之间的场地对应于中国规范的Ⅲ类场地；VS30在165m/s以下的场地对应于中国规范的Ⅳ类场地。四组分别有记录10948、23162、3686、
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小样本记录的柱面网壳结构地震响应评估[J]. 李玉刚,范峰,洪汉平. 工程力学. 2020(05)
[2]基于EPA的地震动记录调整方法及应用实例[J]. 常磊,廖耘,王亚勇. 建筑结构. 2020(04)
[3]适用于我国抗震设计规范的天然强震记录选取[J]. 冀昆,温瑞智,任叶飞. 建筑结构学报. 2017(12)
[4]基于第五代地震动区划图的强震动记录选取方法[J]. 张颖楚,温瑞智,冀昆. 工程抗震与加固改造. 2017(S1)
[5]为新区划图编制所建立的地震动衰减关系[J]. 俞言祥,李山有,肖亮. 震灾防御技术. 2013(01)
[6]地震有效峰值加速度与地震烈度相关性研究[J]. 龙承厚,赖敏,余桦,黎大虎. 四川地震. 2011(02)
[7]中外抗震设计规范场地分类对应关系[J]. 郭锋,吴东明,许国富,伋雨林. 土木工程与管理学报. 2011(02)
[8]结构抗震分析用地震动强度指标的研究[J]. 叶列平,马千里,缪志伟. 地震工程与工程振动. 2009(04)
[9]最大峰值加速度与有效峰值加速度的大小比例关系及影响因素探讨[J]. 钟菊芳,胡晓,易立新,吴胜兴. 世界地震工程. 2006(02)
[10]结构时程分析法输入地震波的选择控制指标[J]. 杨溥,李英民,赖明. 土木工程学报. 2000(06)
博士论文
[1]我国不同抗震设防需求下的强震动记录选取研究[D]. 冀昆.中国地震局工程力学研究所 2018
[2]强震动记录选取中目标谱的研究及应用[D]. 李琳.中国地震局工程力学研究所 2015
[3]结构非线性动力分析中地震动记录的选择和调整方法研究[D]. 陈波.中国地震局地球物理研究所 2013
[4]钢筋混凝土框架结构的概率地震易损性与风险分析[D]. 于晓辉.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]强震记录的选择与缩放方法研究[D]. 朱晓炜.中国地震局工程力学研究所 2011
本文编号：3006059
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
所选记录的反应谱
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文10针对以下两个目前公认且常用的EPA定义式进行对比计算：定义1：(0.1~0.5)(0.1~0.5)aSEPA(2-2)式中，(0.1~0.5)aS——在周期[0.1s~0.5s]的地震动加速度反应谱平均值；(0.1~0.5)——在周期[0.1s~0.5s]间的平均放大系数。定义2：amax()STEPA(2-3)式中，a()ST——在T周期点的加速度反应谱的均值；βmax——所选加速度记录的平均放大系数的最大值；T——βmax相对应的周期点。本文于美国太平洋地震工程研究中心(PEER)地震动数据库[42]下载了38043条水平向地震动记录，利用MATLAB编程对地震动记录进行处理，计算每条地震动记录的PGA，算得每条记录的反应谱曲线如图2-1所示，放大系数谱β(T)见图2-2，放大系数谱β(T)表达式为，a(T)=S(T)/PGA(2-4)式中，β(T)——每条加速度记录的放大系数谱；PGA——加速度时程绝对值的最大值。对各地震动加速度反应谱的最大放大系数βmax相对应的周期T进行统计，水平向地震动T位于0.15s附近区间即0.05s~0.15s和0.15s~0.25s区间的数量最多，分别为12420和11248。在周期0.22s（即0.1s-0.3s）处的数量最多为20200，如图2-3所示。图2-1所选记录的反应谱图2-2所选记录的放大系数谱
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文110.00.20.40.60.81.01.21.41.61.805000100001500020000N(条)T(s)图2-3βmax对应周期的分布情况经过统计得到所有记录的平均和84%分位值的放大系数谱β(T)如图2-4所示，平均放大系数谱的最大值为2.7845，其对应的周期点为0.16s，符合上图的统计规律，即可计算定义二下的EPA2。计算平均放大系数谱在周期为0.1s~0.5s范围的均值为2.3734，即可得出定义一下的EPA1。绘出两种定义下的EPA计算结果散点图并利用离散率（变异系数）表示其离散程度，EPA1的均值为0.0268，标准差为0.0745，离散率为2.776；EPA2的均值为0.0268，标准差为0.0717，离散率为2.882，定义2计算EPA的离散程度大于定义1的计算结果。图2-4平均放大系数谱β(T)图2-5两种定义下的EPA离散率为进一步探讨场地类别对β取值的影响，将38043条地震动记录按等效剪切波速VS30对应不同场地类别分类为四组，VS30在550m/s以上的场地对应于中国规范的Ⅰ类场地；VS30在550m/s与265m/s之间的场地对应于中国规范的Ⅱ类场地；VS30在265m/s与165m/s之间的场地对应于中国规范的Ⅲ类场地；VS30在165m/s以下的场地对应于中国规范的Ⅳ类场地。四组分别有记录10948、23162、3686、
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小样本记录的柱面网壳结构地震响应评估[J]. 李玉刚,范峰,洪汉平. 工程力学. 2020(05)
[2]基于EPA的地震动记录调整方法及应用实例[J]. 常磊,廖耘,王亚勇. 建筑结构. 2020(04)
[3]适用于我国抗震设计规范的天然强震记录选取[J]. 冀昆,温瑞智,任叶飞. 建筑结构学报. 2017(12)
[4]基于第五代地震动区划图的强震动记录选取方法[J]. 张颖楚,温瑞智,冀昆. 工程抗震与加固改造. 2017(S1)
[5]为新区划图编制所建立的地震动衰减关系[J]. 俞言祥,李山有,肖亮. 震灾防御技术. 2013(01)
[6]地震有效峰值加速度与地震烈度相关性研究[J]. 龙承厚,赖敏,余桦,黎大虎. 四川地震. 2011(02)
[7]中外抗震设计规范场地分类对应关系[J]. 郭锋,吴东明,许国富,伋雨林. 土木工程与管理学报. 2011(02)
[8]结构抗震分析用地震动强度指标的研究[J]. 叶列平,马千里,缪志伟. 地震工程与工程振动. 2009(04)
[9]最大峰值加速度与有效峰值加速度的大小比例关系及影响因素探讨[J]. 钟菊芳,胡晓,易立新,吴胜兴. 世界地震工程. 2006(02)
[10]结构时程分析法输入地震波的选择控制指标[J]. 杨溥,李英民,赖明. 土木工程学报. 2000(06)
博士论文
[1]我国不同抗震设防需求下的强震动记录选取研究[D]. 冀昆.中国地震局工程力学研究所 2018
[2]强震动记录选取中目标谱的研究及应用[D]. 李琳.中国地震局工程力学研究所 2015
[3]结构非线性动力分析中地震动记录的选择和调整方法研究[D]. 陈波.中国地震局地球物理研究所 2013
[4]钢筋混凝土框架结构的概率地震易损性与风险分析[D]. 于晓辉.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]强震记录的选择与缩放方法研究[D]. 朱晓炜.中国地震局工程力学研究所 2011
本文编号：3006059
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