發(fā)布時(shí)間：2020-05-21 07:02

【摘要】：近年來,時(shí)程分析方法作為重要的非線性彈塑性分析方法得到了廣泛的重視,時(shí)程分析通過地震動(dòng)輸入和結(jié)構(gòu)建模輸入得到結(jié)構(gòu)響應(yīng)結(jié)果,為抗震設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。其中地震動(dòng)輸入作為地震不確定性的首要因素,對時(shí)程分析結(jié)果的重要性不言而喻,因此如何對地震動(dòng)進(jìn)行合適的選取成為亟待解決的關(guān)鍵問題。目前,我國時(shí)程分析方法中的強(qiáng)震動(dòng)記錄輸入比較單一,國內(nèi)獲得的強(qiáng)震動(dòng)記錄使用不充分,未有針對區(qū)域性的記錄選用方法。本文以第五代區(qū)劃圖的地震動(dòng)參數(shù)作為目標(biāo)譜要求,面向我國主要省會城市,進(jìn)行強(qiáng)震動(dòng)記錄選取并建立強(qiáng)震動(dòng)記錄信息系統(tǒng),并根據(jù)各代區(qū)劃圖的不同要求對強(qiáng)震動(dòng)記錄選取的影響進(jìn)行分析。本文主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究及抗震規(guī)范對地震動(dòng)輸入的要求,整理我國2007-2015年強(qiáng)震動(dòng)記錄數(shù)據(jù)庫和美國NGA-West2數(shù)據(jù)庫作為本文數(shù)據(jù)集,以第五代地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖給出的目標(biāo)反應(yīng)譜為依據(jù),梳理歸納了目前工程常用的幾種地震動(dòng)選取方法。以中國強(qiáng)震動(dòng)記錄庫為重點(diǎn)進(jìn)行選波,探討了現(xiàn)有的全周期,雙頻段,EC-8及多參數(shù)控制方法的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題。結(jié)果分析表明,上述方法雖然各有優(yōu)點(diǎn),但是普遍存在結(jié)果適用性不強(qiáng),依賴結(jié)構(gòu)自振周期確定等缺點(diǎn),不適合給出某特定區(qū)域的通用選波結(jié)果。(2)在分析現(xiàn)有選波方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,給出了分周期地震動(dòng)選取的方法。將結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的自振周期分為短、中、長三段,給出同一場地適用于不同特定周期范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)的通用的地震動(dòng)記錄結(jié)果�？紤]到我國不同地區(qū)強(qiáng)震動(dòng)記錄分布的顯著差異,以優(yōu)先使用中國地震記錄作為原則,按照記錄篩選的范圍,以能否在省內(nèi)、國內(nèi)、中國及NGA-West2數(shù)據(jù)集中選出符合要求的記錄為優(yōu)先次序,將全國主要省會城市分為三類,再根據(jù)區(qū)劃圖中抗震設(shè)防參數(shù)的不同對三類城市進(jìn)行再分,分別選出適用于不同城市各周期范圍結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)記錄。最后建立一個(gè)強(qiáng)震動(dòng)記錄選取信息系統(tǒng),將選出的地震動(dòng)記錄進(jìn)行展示和分享,方便以后科研人員進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)直接使用。(3)為了說明第五代區(qū)劃圖地震動(dòng)參數(shù)的合理性,本文針對各代區(qū)劃圖與抗震規(guī)范中不同地震目標(biāo)譜存在的差異,從記錄選取的角度對其進(jìn)行探討,以第四代、第五代區(qū)劃圖及2010版建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范中地震影響系數(shù)的主要區(qū)別作為出發(fā)點(diǎn),通過單變量控制的選波算例,研究了場地放大系數(shù)β,場地雙參數(shù)調(diào)整等因素的影響。結(jié)果表明,第五代地震動(dòng)區(qū)劃圖的目標(biāo)譜更好的體現(xiàn)了地震動(dòng)特性,其較好的選波表現(xiàn)印證了其參數(shù)調(diào)整的合理性,所得結(jié)論可以作為下一代抗震規(guī)范關(guān)于地震影響系數(shù)的修改的參考。
【圖文】：

圖２－１中國ＮＳＭＯＮＳ強(qiáng)震動(dòng)記錄數(shù)據(jù)庫（２００７－２０１５年）以及ＮＧＡ－Ｗｅｓｔ２強(qiáng)震動(dòng)記錄數(shù)逡逑據(jù)庫ＰＧＡ、震級、距離分布（左側(cè)為中國數(shù)據(jù)、右側(cè)為ＮＧＡ－Ｗｅｓｔ２數(shù)據(jù)）逡逑圖２－１為我國強(qiáng)震動(dòng)記錄數(shù)據(jù)庫與ＮＧＡ－Ｗｅｓｔ２數(shù)據(jù)庫的ＰＧＡ以及震級距離逡逑分布圖�？梢钥闯觯覈卣饎�(dòng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)ＰＧＡ水平偏低，震級偏小，，震中距偏大逡逑的現(xiàn)象。雖然總記錄數(shù)量很多，但小震所占比例較大，強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)主要集中在４？６逡逑級之間，震級小于５．５的記錄占據(jù)了較大部分，震級大于５．５小于８的記錄大概占逡逑總記錄的２６％左右。其中，ＰＧＡ＜１０ｃｍ／ｓ２的記錄達(dá)到６３％，而大于１００ｃｍ／ｓ２的記逡逑錄僅占２．７％。美國ＮＧＡ－Ｗｅｓｔ２數(shù)據(jù)庫在５．５到８．０級震級范圍內(nèi)包含數(shù)量可觀的逡逑記錄，在相同調(diào)幅系數(shù)下，更容易滿足實(shí)際工程記錄選取時(shí)目標(biāo)譜的要求。逡逑我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的設(shè)計(jì)譜是各類場地的大量強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)經(jīng)過逡逑平滑和經(jīng)驗(yàn)公式擬合后的結(jié)果，而規(guī)范設(shè)計(jì)譜正是由區(qū)劃圖的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算指逡逑導(dǎo)而來。如果不事先對地震動(dòng)參數(shù)范圍針對設(shè)計(jì)工況進(jìn)行初步約束，完全不考慮逡逑選波結(jié)果的物理意義

２．４．２雙頻段選取方法逡逑（１）方法介紹逡逑楊溥（２０００）提出對反應(yīng)譜的控制采用兩個(gè)頻段，一是平臺段［０．１，ｒ９］，二是在逡逑結(jié)構(gòu)的基本自振周期乃周圍［Ｔｉ－ＡＴ＾Ｔｉ＋ＡＴ＾］范圍內(nèi)，要求與設(shè)計(jì)譜在這兩段的相逡逑對誤差保證在一定的范圍之內(nèi)，在其他頻段則不控制。其中，ｒｇ為場地特征周期，逡逑即設(shè)計(jì)反應(yīng)譜平臺段終點(diǎn)周期值，乃為結(jié)構(gòu)的基本自振周期，ＡＴｉ，ＡＴ２為周期控逡逑制的偏移量。對平臺段進(jìn)行控制的意義主要在于控制譜形和結(jié)構(gòu)高階振型的參與，逡逑考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)在大震作用下常進(jìn)入非線性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)剛度退化，結(jié)構(gòu)基本周期逡逑段延長，取。由于此方法需要結(jié)構(gòu)的基本自振周期，對于不同周期的結(jié)逡逑構(gòu)，選波頻段不同，選波結(jié)果則不同，選波結(jié)果依賴于結(jié)構(gòu)，可能造成同一場地逡逑內(nèi)自振周期不同的結(jié)構(gòu)得到不同的選波結(jié)果，無法給出在一個(gè)場地內(nèi)適用于各類逡逑結(jié)構(gòu)的通用結(jié)果。逡逑（２）實(shí)例分析逡逑圖２－３為采用雙頻段選取方法，對７度ＩＩ類場地下的目標(biāo)譜進(jìn)行匹配的結(jié)果。逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2673894