時程分析中罕遇地震動的選擇.pdf

1、時程分析中地震動輸入的選擇問題自從時程分析方法提出以來就一直是一個倍受關(guān)注的問題，合理的地震動輸入是結(jié)構(gòu)動力時程分析的必要前提。各國學(xué)者對時程分析時地震動輸入的選擇問題進行了大量研究，提出了多種選波方法，如根據(jù)場地選波、根據(jù)反應(yīng)譜面積選波、根據(jù)場地的特征周期選波以及雙頻段選波等。但隨著人們對地震動特性研究的深入，也逐漸意識到上述方法存在一些需改進的方面，如：現(xiàn)有方法大多以彈性設(shè)計反應(yīng)譜為基準，不能全面地體現(xiàn)不同地震作用水準（強度）下地震

2、動特性的差異；有些方法選擇地震動時所考慮的因素與結(jié)構(gòu)特性（如基本周期）存在一定關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致對于建于同一場地上的不同結(jié)構(gòu)所選地震動將因結(jié)構(gòu)而異，這顯然與我們對地震動特性的一般認識不相符。
　　為解決以上問題，同時考慮到目前結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中進行動力時程分析時普遍存在的問題，本文就罕遇地震下時程分析用地震動的選擇展開研究，主要工作以及創(chuàng)新點可以歸納為以下幾個方面：
　　①罕遇地震下時程分析用地震動的選擇
　　對于地震動的特性及其

3、模型化研究已有大量工作開展，也取了很多成果。本文即以地震動模型化為基礎(chǔ)，提出一種參數(shù)化選波方法，其包含初選和精選兩個步驟。初選首先根據(jù)設(shè)計條件（抗震設(shè)防烈度、地震作用水準、場地、設(shè)計地震分組等）和地震動特性參數(shù)的衰減規(guī)律確定相應(yīng)參數(shù)的合理變化范圍，然后根據(jù)各參數(shù)的變化范圍從地震動數(shù)據(jù)庫中篩選出備選地震動為后續(xù)精選使用。精選則依據(jù)統(tǒng)計意義相符原則，采用最優(yōu)化方法，從初選地震動中選出一組最佳組合，使得其平均反應(yīng)譜與目標反應(yīng)譜的擬合程度最高。

4、
　　②本文選波方法的驗證以及評價
　　將本文提出的選波方法與雙頻段選波方法和 ASCE-7規(guī)范規(guī)定的選波方法進行了比較。首先，比較了三種方法所選地震動的彈性加速度譜、彈性位移譜、彈塑性位移譜、彈塑性加速度譜以及輸入能量譜。其次，分別以三個結(jié)構(gòu)（5層、10層框架結(jié)構(gòu)和33層框架-核心筒結(jié)構(gòu)）為例，對比了三種結(jié)構(gòu)在三種方法所選地震動下結(jié)構(gòu)的位移、層間位移角、樓層剪力、滯回耗能及剛度降低系數(shù)等。
　?、蹠r程分析時地震動調(diào)幅

5、方法的討論
　　進行結(jié)構(gòu)動力時程分析時，選波和調(diào)幅常搭配使用。本文討論了將設(shè)計反應(yīng)譜和地震動反應(yīng)譜之間線性回歸系數(shù)（其值通常在1附近變化）作為調(diào)幅系數(shù)的可行性。對比發(fā)現(xiàn)：調(diào)幅系數(shù)對所選地震波反應(yīng)譜均值的影響很小，能有效降低所選地震波反應(yīng)譜的離散性，這對于提高結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)評判的準確性和保證率是有利的。
　　論文提出的參數(shù)化選波方法可以考慮不同地震作用水準（強度）下地震動特性的差異并克服了對于建于同一場地上的不同結(jié)構(gòu)所選地震動因

6、結(jié)構(gòu)而異的不足。對比三個算例的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：從力（樓層剪力）和變形（樓層位移、層間位移）角度，本文方法與與雙頻段方法和ASCE-7規(guī)范規(guī)定方法差別不大；但從結(jié)構(gòu)耗能角度，本文方法所選地震動輸入下結(jié)構(gòu)的滯回耗能明顯較大，這主要因為另外兩種方法選擇地震動時沒考慮地震動的持時特性，因此導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)耗能需求的低估。顯然，這種低估對于隔震結(jié)構(gòu)和消能減震結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計和抗震性能評定是不利的。
　　最后，論文分析了目前研究的不足，并對今后研究工作