考慮長(zhǎng)周期地震動(dòng)的規(guī)范反應(yīng)譜修正及隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的地震記錄選擇.pdf

1、與普通地震動(dòng)不同，長(zhǎng)周期地震動(dòng)含有豐富的低頻成分，具有持時(shí)較長(zhǎng)、能量集中在低頻區(qū)域等特點(diǎn)，易造成長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)破壞。但由于早期的強(qiáng)震儀所能取得的地震動(dòng)的可靠周期通常不超過3s～4s，難以研究地震動(dòng)的長(zhǎng)周期特性，目前大多數(shù)國(guó)家的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜并未考慮長(zhǎng)周期地震動(dòng)的影響，且適用周期都不夠長(zhǎng)，不能滿足長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)需要。同時(shí)，依據(jù)不同地震動(dòng)參數(shù)選取的地震動(dòng)會(huì)有較大區(qū)別，從而影響到結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，但目前尚未有一個(gè)適合隔震結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)參數(shù)指標(biāo)和地震動(dòng)記

2、錄選擇方法。因此，本文通過收集整理長(zhǎng)周期地震動(dòng)資料，討論了長(zhǎng)周期地震動(dòng)的界定方法和長(zhǎng)周期地震動(dòng)在各類場(chǎng)地上的發(fā)生概率，并對(duì)我國(guó)規(guī)范反應(yīng)譜的長(zhǎng)周期段進(jìn)行了修正。針對(duì)隔震結(jié)構(gòu)這類長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，分析了普通地震動(dòng)與長(zhǎng)周期地震動(dòng)特性與隔震結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間相關(guān)性，并依據(jù)與隔震結(jié)構(gòu)響應(yīng)相關(guān)性最大的地震動(dòng)參數(shù)選擇地震動(dòng)記錄，給出隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析選擇地震動(dòng)記錄的建議。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）給出了一種新的長(zhǎng)周期地震動(dòng)的界定方法，用反映地

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

4、地震動(dòng)所占比例，發(fā)現(xiàn)無論哪類場(chǎng)地，YJK天然波庫(kù)中的長(zhǎng)周期地震動(dòng)所占比例均小于3%，特別是軟弱場(chǎng)地中的長(zhǎng)周期地震動(dòng)所占比例遠(yuǎn)低于發(fā)生概率，而在編的建筑隔震設(shè)計(jì)規(guī)范給出的II類場(chǎng)地的特殊校核波，可以較好地反映考慮近斷層效應(yīng)或長(zhǎng)周期分量等不利影響。
　?。?）對(duì)規(guī)范反應(yīng)譜的下降段衰減指數(shù)，第一個(gè)下降段結(jié)束時(shí)間值和長(zhǎng)周期段譜值進(jìn)行了修正和設(shè)計(jì)。通過收集不同場(chǎng)地下的地震記錄，計(jì)算不同場(chǎng)下的平均譜和不同阻尼比的平均譜與建議反應(yīng)譜進(jìn)行對(duì)比，結(jié)

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(shè)計(jì)依據(jù)。
　　（3）采用超立方拉丁抽樣法，組合出4個(gè)典型隔震結(jié)構(gòu)。選取普通地震動(dòng)和長(zhǎng)周期地震動(dòng)各30條，分別對(duì)4個(gè)典型隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析，討論峰值加速度、峰值速度、峰值位移等20個(gè)地震動(dòng)參數(shù)與隔震層位移、結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)速度等6個(gè)隔震結(jié)構(gòu)響應(yīng)參數(shù)的相關(guān)性，結(jié)果表明：地震動(dòng)參數(shù)與不同的結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的相關(guān)性存在差異，普通地震動(dòng)和長(zhǎng)周期地震動(dòng)參數(shù)與同一個(gè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的相關(guān)性

6、也不一樣，但不論普通地震動(dòng)還是長(zhǎng)周期地震動(dòng)，地震動(dòng)參數(shù)峰值速度與峰值加速度比、地震動(dòng)特征周期和地震動(dòng)持時(shí)等三個(gè)參數(shù)，與隔震結(jié)構(gòu)響應(yīng)有強(qiáng)相關(guān)性，建議可作為隔震結(jié)構(gòu)選擇地震動(dòng)的指標(biāo)。
　?。?）采用地震動(dòng)參數(shù)峰值速度與峰值加速度比作為控制指標(biāo)，選擇隔震結(jié)構(gòu)時(shí)程分析的地震記錄，并與采用ATC-63時(shí)程分析選波方法和我國(guó)抗震規(guī)范時(shí)程分析選波方法得到的地震記錄，從有效時(shí)間、與規(guī)范反應(yīng)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(zhǎng)周期