考慮長周期地震動的規(guī)范反應譜修正及隔震結構動力分析的地震記錄選擇.pdf

1、與普通地震動不同，長周期地震動含有豐富的低頻成分，具有持時較長、能量集中在低頻區(qū)域等特點，易造成長周期結構破壞。但由于早期的強震儀所能取得的地震動的可靠周期通常不超過3s～4s，難以研究地震動的長周期特性，目前大多數國家的設計反應譜并未考慮長周期地震動的影響，且適用周期都不夠長，不能滿足長周期結構的抗震設計需要。同時，依據不同地震動參數選取的地震動會有較大區(qū)別，從而影響到結構的響應，但目前尚未有一個適合隔震結構的地震動參數指標和地震動記

2、錄選擇方法。因此，本文通過收集整理長周期地震動資料，討論了長周期地震動的界定方法和長周期地震動在各類場地上的發(fā)生概率，并對我國規(guī)范反應譜的長周期段進行了修正。針對隔震結構這類長周期結構，分析了普通地震動與長周期地震動特性與隔震結構響應之間相關性，并依據與隔震結構響應相關性最大的地震動參數選擇地震動記錄，給出隔震結構動力分析選擇地震動記錄的建議。本文的主要研究內容和結論如下：
　　（1）給出了一種新的長周期地震動的界定方法，用反映地

3、震動能量的功率譜的特征來篩選長周期地震動，定義地震動功率譜密度在0.1-0.5Hz內的面積占總面積的比例大于30%為長周期地震動。通過分析全球不同國家和地區(qū)約2萬條地震記錄，發(fā)現長周期地震動的發(fā)生概率約為3%-5.5%，且軟弱場地的長周期地震動發(fā)生概率要大于堅硬場地，I、II類場地的長周期地震動發(fā)生概率為3%，而III、IV類場地的長周期地震動發(fā)生概率為6.3%-8.3%，并據此分析了目前常用的工程軟件YJK自帶天然波庫的地震動中長周期

4、地震動所占比例，發(fā)現無論哪類場地，YJK天然波庫中的長周期地震動所占比例均小于3%，特別是軟弱場地中的長周期地震動所占比例遠低于發(fā)生概率，而在編的建筑隔震設計規(guī)范給出的II類場地的特殊校核波，可以較好地反映考慮近斷層效應或長周期分量等不利影響。
　　（2）對規(guī)范反應譜的下降段衰減指數，第一個下降段結束時間值和長周期段譜值進行了修正和設計。通過收集不同場地下的地震記錄，計算不同場下的平均譜和不同阻尼比的平均譜與建議反應譜進行對比，結

5、果表明，建議譜跟平均譜可以很好擬合，說明建議譜是合理可行的，可以作為工程設計依據。
　?。?）采用超立方拉丁抽樣法，組合出4個典型隔震結構。選取普通地震動和長周期地震動各30條，分別對4個典型隔震結構進行時程分析，討論峰值加速度、峰值速度、峰值位移等20個地震動參數與隔震層位移、結構頂點速度等6個隔震結構響應參數的相關性，結果表明：地震動參數與不同的結構響應之間的相關性存在差異，普通地震動和長周期地震動參數與同一個結構響應的相關性

6、也不一樣，但不論普通地震動還是長周期地震動，地震動參數峰值速度與峰值加速度比、地震動特征周期和地震動持時等三個參數，與隔震結構響應有強相關性，建議可作為隔震結構選擇地震動的指標。
　?。?）采用地震動參數峰值速度與峰值加速度比作為控制指標，選擇隔震結構時程分析的地震記錄，并與采用ATC-63時程分析選波方法和我國抗震規(guī)范時程分析選波方法得到的地震記錄，從有效時間、與規(guī)范反應譜譜值的誤差、地震記錄的離散性和所選地震記錄是否包括長周期