考慮長周期地震動的規(guī)范反應(yīng)譜修正及隔震結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)國家的設(shè)計反應(yīng)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(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計需要。同時，依據(jù)不同地震動參數(shù)選取的地震動會有較大區(qū)別，從而影響到結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，但目前尚未有一個適合隔震結(jié)構(gòu)的地震動參數(shù)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(yīng)譜的長周期段進行了修正。針對隔震結(jié)構(gòu)這類長周期結(jié)構(gòu)，分析了普通地震動與長周期地震動特性與隔震結(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)性最大的地震動參數(shù)選擇地震動記錄，給出隔震結(jié)構(gòu)動力分析選擇地震動記錄的建議。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）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(nèi)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(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(shè)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(yīng)或長周期分量等不利影響。
　?。?）對規(guī)范反應(yīng)譜的下降段衰減指數(shù)，第一個下降段結(jié)束時間值和長周期段譜值進行了修正和設(shè)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(yīng)譜進行對比，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)計依據(jù)。
　　（3）采用超立方拉丁抽樣法，組合出4個典型隔震結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)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(shù)與隔震層位移、結(jié)構(gòu)頂點速度等6個隔震結(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，普通地震動和長周期地震動參數(shù)與同一個結(jié)構(gòu)響應(yīng)的相關(guān)性

6、也不一樣，但不論普通地震動還是長周期地震動，地震動參數(shù)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(shù)，與隔震結(jié)構(gòu)響應(yīng)有強相關(guān)性，建議可作為隔震結(jié)構(gòu)選擇地震動的指標。
　?。?）采用地震動參數(shù)峰值速度與峰值加速度比作為控制指標，選擇隔震結(jié)構(gòu)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(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周期