强震动记录选取中目标谱的研究及应用

发布时间：2017-11-10 03:30

  本文关键词：强震动记录选取中目标谱的研究及应用

  更多相关文章： 强震动记录 反应谱 地震动峰值加速度 时程分析 目标谱

【摘要】：随着强震动观测技术的发展,强震动观测数据的累积推动了结构抗震设计理论的发展。目前,在许多国家的抗震规范中都将结构时程分析方法列为静力设计方法的必要补充,但对于高层建筑、大跨结构等特殊结构形式及重要建设工程要求强制使用时程分析方法。我国建筑结构抗震设计规范及相关标准关于强震动记录选取的规定过于笼统,结构设计人员在面对大量强震动记录数据时缺乏明确的选取依据。本文搜集整理了国内外现有强震动记录数据,通过对地震参数的统计提出基于场地类型的改进反应谱谱值相关系数经验公式,并将其应用于条件均值反应谱CMS(Conditions Mean Spectrum)的建立。同时,本文基于地震动衰减关系建立了地震参数与抗震设计参数的对应关系,将其作为选取强震动记录的筛选依据,进而明确了抗震规范中强震动记录选取的初选条件。另外,提出两种建立合理目标谱的方法:一是基于地震动衰减关系的PGA目标谱;另一是基于地震参数建立EPA均值目标谱。最后探讨了在地震安全性评价工作中实际强震动记录的选取及应用。本文主要研究内容及结论如下:(1)通过对两万余条强震动记录进行统计分析,发现记录的加速度、速度及位移峰值和反应谱谱值的相关系数,反应谱谱值之间的相关系数均随着场地条件而变化,并提出基于场地类别的改进反应谱谱值相关系数经验公式。改进后的经验公式改善了目标谱的场地特征,使其更符合场地条件的要求。(2)针对抗震设计规范中关于强震动记录选取的相关条款,提出强震动记录选取的基本原则和具体方法,为完善相关规定提供参考依据。针对一般建设工程,依据地震动加速度峰值(PGA)衰减关系,提出同等设防PGA目标值对应的地震参数范围,建立断层距和地震设计分组的对应关系,进而确定强震动记录选取的初选条件。讨论了结构地震响应和强震动记录反应谱谱值的关系,以典型框架结构为例确定匹配周期范围。结构位移反应与强震动记录反应谱相关性分析表明两者在结构自振周期前后相关关系最为显著,距离自振周期越远的反应谱值与结构反应的相关系数越小。匹配规范标准谱的强震动记录选取基本原则为:以距离和场地条件作为强震动记录初步选取条件。根据结构自振周期确定匹配规范标准谱周期范围,建议的匹配周期范围为0.4T1-1.5T1,最后由实际记录与规范标准谱在匹配周期范围内的均方差由小到大的顺序选取记录,记录的放缩系数限定在0.2-4.0之间。(3)基于地震动衰减关系提出建立PGA目标谱,并采用匹配目标分布的强震动记录选取方法。对于未进行地震安全性评价的一般建筑工程拟建场地,先利用PGA衰减关系,确定同等PGA目标值下的等效震级和距离,再代入加速度反应谱衰减关系,确定与PGA目标值对应的反应谱即为PGA目标谱。PGA目标谱不仅是确定的均值谱,而且具有概率含义。PGA目标谱的分布及概率特性反映了地震动的不确定性,进而为结构反应的离散性提供了一个合理的参考范围。(4)将现有强震动记录数据按场地条件和断层距分组,建立了EPA均值目标谱。通过将EPA均值谱、PGA目标谱和规范标准谱进行比较,EPA均值谱与PGA目标谱谱形相似,匹配效果优于规范标准谱。建议规范标准谱作为强震动记录选取的目标谱时,一、增加特征周期。二、减小地震设计分组1、2组,场地类型为I类场地和II类场地的中长周期段反应谱值。(5)探讨了地震安全性评价工作中强震动记录的选取,结合不同等级的工程场地地震安全性评价提出与之相适应的强震动记录选取目标谱及基本原则,建议如下:一、针对I级安评的工程场地采取基于设定地震的强震动记录选取方法。首先根据设定地震确定地震参数的初选条件,然后以场地设计谱作为目标谱,匹配场地设计谱选取记录。二、针对II级和III级安评的工程场地采取建立条件均值目标谱的方法。即以场地设计谱上结构特征周期点对应的加速度反应谱值为条件,利用设定地震的震级和距离等基于加速度反应谱衰减关系建立条件均值目标谱,并采取匹配条件均值目标谱分布的方法选取强震动记录。三、针对IV级安评的工程场地根据目标PGA值,采取PGA目标谱的方法选取强震动记录。
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P315.6

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李山有;强震动观测的应用[J];东北地震研究;2004年04期

2 李山有,金星,刘启方,孔戈;中国强震动观测展望[J];地震工程与工程振动;2003年02期

3 谢礼立,翟长海;最不利设计地震动研究[J];地震学报;2003年03期

4 吕红山;赵凤新;;适用于中国场地分类的地震动反应谱放大系数[J];地震学报;2007年01期

5 沈建文,蔡长青;概率一致的期望地震和概率一致的保守地震[J];地震学报;1998年06期

6 Huang Moh;;Strong motion observations and recordings from the great Wenchuan Earthquake[J];Earthquake Engineering and Engineering Vibration;2008年03期

7 王亚勇;程民宪;刘小弟;;结构抗震时程分析法输入地震记录的选择方法及其应用[J];建筑结构;1992年05期

8 李英民,丁文龙,黄宗明;地震动幅值特性参数的工程适用性研究[J];重庆建筑大学学报;2001年06期

9 王亚勇;关于设计反应谱、时程法和能量方法的探讨[J];建筑结构学报;2000年01期

10 张皎;郭明珠;季杨;;简论人造地震动的研究[J];世界地震工程;2008年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 董娣;地震动特性的影响因素与不确定性分析[D];北京工业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 周长安;基于平面规则钢筋混凝土杠架结构的新旧抗震设计规范对比研究[D];重庆大学;2002年

2 余湛;抗震设计地震动参数及地震安全性评价的若干问题研究[D];同济大学;2008年

，

本文编号：1164908