地面運動雙向最大加速度反應(yīng)譜研究.pdf

1、隨著積累的地震動記錄的數(shù)量的增多和對地震動規(guī)律認識的深入，到目前為止，我國抗震設(shè)計反應(yīng)譜雖經(jīng)歷了幾次大的調(diào)整，但均是將記錄到的兩個水平分量當(dāng)作兩個獨立的地震動記錄進行處理，并以由此得到加速度反應(yīng)譜特性為依據(jù)建立的。本文稱這樣的加速度反應(yīng)譜為單向加速度反應(yīng)譜。
　　對于同一地震動來說，隨著強震儀放置方向的不同，儀器所記錄到的兩個水平分量的數(shù)據(jù)也是不同的，由此計算出的特定周期下每個分量所對應(yīng)的單向加速度反應(yīng)譜值也隨之改變，本文稱其中的

2、最大值為雙向最大加速度反應(yīng)譜值，稱所有周期處該最大值的連線為雙向最大加速度反應(yīng)譜(簡稱BdM譜)。這意味著單向加速度反應(yīng)譜在絕大多數(shù)情況下未體現(xiàn)反應(yīng)最大值，故從工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防而言，BdM譜比單向譜更能反映地震給工程結(jié)構(gòu)帶來的風(fēng)險。
　　為了獲得BdM譜的特性及其與單向譜特性之間的異同，本文進行了以下研究工作：
　?、偈紫群喪龅卣鸬孛孢\動記錄的量測和處理方法，通過了解目前國內(nèi)外最普遍認可的數(shù)字強震儀加速度記錄的數(shù)據(jù)處理方法，

3、從地震動的量測儀器、地震動記錄誤差分析、地震動記錄數(shù)據(jù)處理方法及地震動記錄應(yīng)用等方面做了簡要敘述，為本文地面運動記錄的選擇和分析奠定基礎(chǔ)。
　?、谡韰R總迄今為止表征地震動兩個水平分量的方法，并專門介紹了近幾版美國地震區(qū)劃圖所采用的不同方法。
　　③從美國太平洋地震研究中心（PEER）最新版地面運動數(shù)據(jù)庫中收集了1702組可信周期足夠長、相當(dāng)于我國抗震規(guī)范Ⅱ類場地條件的地面運動記錄，按震級和距離分檔，建立BdM譜和單向譜，研

4、究BdM譜特性及其與單向譜特性的異同。
　　④在討論國內(nèi)外現(xiàn)有雙向地面運動記錄選擇和標定方法的基礎(chǔ)上，提出基于BdM譜的雙向地面運動記錄的選擇和標定方法。
　?、轂檎故驹撾p向地面運動記錄的選擇和標定方法的應(yīng)用過程，選擇了一個工程算例，用三維空間非彈性分析程序PERFORM-3D建立非彈性動力反應(yīng)分析模型，然后按基于雙向最大加速度反應(yīng)譜的雙向地面運動記錄的選擇和標定方法選擇出
　　7組地面運動記錄，最后對該算例進行罕遇地

5、震作用下的非彈性動力反應(yīng)分析，并將其分析結(jié)果與按我國抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定的地面運動記錄選擇和標定方法進行非彈性動力反應(yīng)分析結(jié)果進行對比。
　　通過以上研究工作，得到的主要結(jié)論有：
　?、傧啾扔谠缙谑褂玫哪M式強震儀記錄，新一代數(shù)字式強震儀頻帶特性有了很大的改善，基于數(shù)字式強震儀記錄到的地面運動記錄可以提供更為準確的長周期分量。
　?、谠趯?702組地面運動記錄進行統(tǒng)計分析后，得出結(jié)論如下：從譜形上來看，BdM譜與單向譜在平

6、均水準上相差無幾；從譜值上來看，BdM譜的統(tǒng)計平均值是單向譜統(tǒng)計平均譜值的1.2-1.4倍，前者的標準差也大致為后者標準差的1.1-1.4倍。
　?、鄄捎萌S空間非彈性分析程序 PERFORM-3D對工程算例建立非彈性動力反應(yīng)分析模型，分別按本文提出的基于BdM譜的雙向地面運動記錄的選擇和標定方法（簡稱BdM選波方法）和我國抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定的方法（簡稱規(guī)范選波方法）選擇地面運動記錄，進行罕遇地震作用下的非彈性動力時程反應(yīng)分析，對比

7、這兩個分析結(jié)果后，得出的結(jié)論如下：相對于我國抗震規(guī)范的地面運動記錄選擇和標定方法的非彈性動力反應(yīng)分析結(jié)果，基于BdM譜的雙向地面運動記錄選擇和標定方法預(yù)測出工程算例在罕遇地震作用下的反應(yīng)明顯偏大。從最大層間位移角而言，后者比前者偏大，X、Y向分別偏大1.55％～25.50%、5.13%～24.51%，X、Y向偏大的平均幅度分別為14.39%、14.08%；從最大頂點位移而言，后者比前者偏大，X、Y向分別偏大-0.65%～23.90%、6