时程分析中罕遇地震动的选择

发布时间：2019-09-22 10:01

【摘要】：时程分析中地震动输入的选择问题自从时程分析方法提出以来就一直是一个倍受关注的问题，合理的地震动输入是结构动力时程分析的必要前提。各国学者对时程分析时地震动输入的选择问题进行了大量研究，提出了多种选波方法，如根据场地选波、根据反应谱面积选波、根据场地的特征周期选波以及双频段选波等。但随着人们对地震动特性研究的深入，也逐渐意识到上述方法存在一些需改进的方面，如：现有方法大多以弹性设计反应谱为基准，不能全面地体现不同地震作用水准（强度）下地震动特性的差异；有些方法选择地震动时所考虑的因素与结构特性（如基本周期）存在一定关联，导致对于建于同一场地上的不同结构所选地震动将因结构而异，这显然与我们对地震动特性的一般认识不相符。 为解决以上问题，同时考虑到目前结构抗震设计中进行动力时程分析时普遍存在的问题，本文就罕遇地震下时程分析用地震动的选择展开研究，主要工作以及创新点可以归纳为以下几个方面： ①罕遇地震下时程分析用地震动的选择 对于地震动的特性及其模型化研究已有大量工作开展，也取了很多成果。本文即以地震动模型化为基础，提出一种参数化选波方法，其包含初选和精选两个步骤。初选首先根据设计条件（抗震设防烈度、地震作用水准、场地、设计地震分组等）和地震动特性参数的衰减规律确定相应参数的合理变化范围，然后根据各参数的变化范围从地震动数据库中筛选出备选地震动为后续精选使用。精选则依据统计意义相符原则，采用最优化方法，从初选地震动中选出一组最佳组合，使得其平均反应谱与目标反应谱的拟合程度最高。 ②本文选波方法的验证以及评价 将本文提出的选波方法与双频段选波方法和ASCE-7规范规定的选波方法进行了比较。首先，比较了三种方法所选地震动的弹性加速度谱、弹性位移谱、弹塑性位移谱、弹塑性加速度谱以及输入能量谱。其次，分别以三个结构（5层、10层框架结构和33层框架-核心筒结构）为例，对比了三种结构在三种方法所选地震动下结构的位移、层间位移角、楼层剪力、滞回耗能及刚度降低系数等。 ③时程分析时地震动调幅方法的讨论 进行结构动力时程分析时，选波和调幅常搭配使用。本文讨论了将设计反应谱和地震动反应谱之间线性回归系数（其值通常在1附近变化）作为调幅系数的可行性。对比发现：调幅系数对所选地震波反应谱均值的影响很小，能有效降低所选地震波反应谱的离散性，这对于提高结构地震反应评判的准确性和保证率是有利的。 论文提出的参数化选波方法可以考虑不同地震作用水准（强度）下地震动特性的差异并克服了对于建于同一场地上的不同结构所选地震动因结构而异的不足。对比三个算例的分析结果发现：从力（楼层剪力）和变形（楼层位移、层间位移）角度，本文方法与与双频段方法和ASCE-7规范规定方法差别不大；但从结构耗能角度，本文方法所选地震动输入下结构的滞回耗能明显较大，这主要因为另外两种方法选择地震动时没考虑地震动的持时特性，因此导致对结构耗能需求的低估。显然，这种低估对于隔震结构和消能减震结构的抗震设计和抗震性能评定是不利的。 最后，论文分析了目前研究的不足，并对今后研究工作进行了展望。
【图文】：

2r.1 本文波不管是对地震动为基本文一方程研究中心eoNet[15]、技 术 研revention)[1对于收集震记录的信整三个方向2 罕遇波库对于结构的基础，所以方面利用了心(Pacific E欧洲强震数究 所 (Nati7]等有关研集的强震记信息齐全，，向记录。遇地震时的抗震分析以，收集地震了文献[13]中Earthquake数据库(Euroional Rese研究机构公布记录进行了具有台站信时程分析还是对于地震记录是之所收集到的Engineerinopean Stronearch Instit布的强震记初步的筛选信息、震级析用地震动地震动的特之后的一系列的地震波，ng Resarchng-Motiontude for E记录。选，取用了级以及震中距动选择方特性的研究都列的研究的另一方面收h Center,PEDatabase)[Earth Scie了符合下列条距等等；2方法都需要以大的重要的环节收集了太平EER)[14]、新16]、日本的ence and条件的地震）经过校正大量的节。平洋地新西兰的防灾Disas震波：正且具

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【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU311.3

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本文编号：2539908