设计地震动反应谱长周期区段确定方法的探讨

本文比较了GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中的地震影响曲线和GB18306-20《中国地震动参数区划图》中使用的设计地震动反应谱,并参考实际工程场地的地震动反应谱,探讨了长周期结构工程地震安全性评价工作中的设计地震动反应谱长周期区段的确定方法。     

北京盆地结构对长周期地震动反应谱的影响

建立了北京盆地含起伏地形的地下介质三维速度结构模型, 以有限差分方法对盆地内的3次地震动进行了数值模拟． 计算了地表加速度反应谱, 论证了反应谱的有效周期范围, 从而获得了盆地结构对长周期段反应谱的平均放大系数, 并对不同周期时反应谱的平均放大系数进行了分区, 为今后城市的合理规划和长周期建筑物的建设提供了抗震设防参考． 最后对反应谱平均放大系数与等效沉积物厚度之间的关系进行了回归, 得出了反应谱放大系数随沉积物厚度增大而增强, 以及随周期增大而减弱等结论．      

1996年11月9日南黄海地震的长周期地震动反应谱

利用ＮＣＤＳＮ上海佘山地震台的宽频带数字地震记录计算了１９９６年１１月９日南黄海６．１级地震的基岩地震动反应谱。与１９９０年２月１０日江苏太仓４．９级震的反应谱进行了比较，发现这次南黄海南震的长周期地震成分较为丰富。鉴于这次地震在上海市出现了长周期破坏的事例，指出了研究长周期地震动的必要性和紧迫性。     

利用513中强地震仪记录图计算长周期地震动反应谱c

介绍了利用513中强地震仪记录图计算地面运动反应谱的方法．以泰安地震台记录的1976年7月28日唐山地震的7.1级强余震两个水平分向的513记录图为例，对记录图进行了数字化、弧形校正、等距插值、仪器响应校正后，在频率域里计算了周期T10 s的不同阻尼比的水平向绝对加速度反应谱、相对速度反应谱和相对位移反应谱．      

地震动功率谱与反应谱的转换关系

本文详细评述了现今常用的几种加速度反应谱与功率谱的转换关系。对于小阻尼单质点体系而言，考虑到输入地震动是一非平稳的随机过程，又由于其传递函数的窄频带滤波特性，它的加速度反应将是一窄频带的非平稳随机过程。对于峰值系数水平的超越不是独立的，而是成群超越。据此本文考虑非平稳效应和对峰值系数水平的成群效应，对前人的转换关系进行了修正，并基于随机振动理论，给出了对工程上常用的频率平稳、强度非平稳的地震;动模型的功率谱和反应谱的转换关系。此转换关系对于长、短持时的地震动记录和反应谱长、短周期部分以及不同阻尼比的反应谱都能给出精度较高的结果。     

长周期地震动衰减关系研究的迫切性

通过对长周期震害及长周期地震动研究的历史进行回顾指出,目前,大多数反应谱的周期还不够长,反应谱所反映的谱形与距离、震级和场地条件的关系还很有限,长周期地震动的研究仍需要不断完善,未来的长周期地震动的研究应注重软土场地的大震远场效应。     

不同阻尼比反应谱的转换关系

不同阻尼比的反应谱的转换关系在我国各类抗震设计规范中有重要应用。以大崎顺彦的转换关系为数学模型,以包含可靠长周期信息的260条基岩记录为基础,进行统计分析,得到新的0.04—10 s的不同阻尼比反应谱的转换关系。新转换关系弥补了4—10 s的长周期部分,并首次考虑了距离对强震持时的影响,可以应用于阻尼比连续变化的反应谱的转换。先对0.04—4 s内的数据回归出结果,与大崎顺彦的结果作对比。然后,再对0.04—10 s内的数据回归出结果,再与大崎顺彦的结果作对比。与大崎顺彦的结果虽有差异,但随阻尼比、震级的增大而基本趋于一致。新的转换关系将为《核电厂抗震设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《电力设施抗震设计规范》等相关规范的制订和修改提供参考。     

地震动反应谱变异系数分析

利用随机振动理论,分别考虑3种地震动随机过程模型,本文对反应谱变异系数及相关问题进行了深入分析。研究结果表明：在一定范围内,地震动模型、场地条件和结构体系阻尼比对结构加速度反应越零率有明显影响,但这三者对反应谱变异系数的量值影响不大。在工程设计中,可以采用白噪声模型按本文给出公式计算反应谱变异系数。     

设计反应谱长周期区段的研究

本文利用近20年国内外大地震时获得的数字强震仪记录分析强震动的长周期分量特性,给出了不同场地上的平均加速度反应谱及其拟合曲线。结果表明,现行抗震设计规范中设计谱的特征周期和长周期谱值明显偏小。在此基础上提出了长周期设计反应谱的修正建议。文中还根据统计分析提出了不同阻尼比的反应谱修正公式。     

复阻尼地震反应谱计算的再研究

本文订正了前文[1]公式中的符号差错，重新计算了犁阻尼加速度反应谱，另外又计算了速度谱和位移谱，并与相应的粘性阻尼谱作了比较，取得了一定的认识。现有计算结果显示，复阻尼速度谱和位移谱有一定特点，在中长周期和长周期部分可比相应的粘性阻尼谱高出10％左右。     

CalculationoflongperiodresponsespectratoearthquakegroundmotionfromseismogramsofType513seismographs

ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃｔｒａｔｏｅａｒｔｈｑｕａｋｅｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｆｒｏｍｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓｏｆＴｙｐｅ５１３ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓＹＡＮＸＩＡＮＧＹＵ（俞言祥）ＳＵＹＵＮＷＡＮ...     

弹塑性地震反应谱的长周期特性研究

在基于性能抗震设计中弹塑性反应谱在计算结构地震位移反应方面越来越受到重视。利用统计分析方法研究了等强度的延性需求谱和等延性的强度折减系数谱的长周期(至5 s)区段的特性,关注的重点是等位移准则和场地条件影响。给出了若干具有工程价值的结论:一是周期介于1.5Tg(地震动特征周期)和2.5 s之间的结构可近似认为等位移准则成立且与场地条件关系不大,这样确定的强度折减系数当位移延性系数小于等于4时结果将是偏于安全的;二是结构周期大于2.5 s后以硬土场地等延性强度折减系数谱或等强度延性需求谱代替软土场地谱求解系统强度需求或延性需求,将会得到偏于安全的结果。     

基于三维相关系数谱的多支承激励反应谱法

定义了对结构各模态解耦的相关系数;提出了三维相关系数谱的概念,作出了离线计算的三维相关系数谱并探讨了其特性;在此基础上导出基于三维相关系数谱的多支承激励反应谱法。     

抗震设计反应谱的标定方法

抗震设计反应谱是结构抗震设计的主要依据,设计反应谱的标定是确定地震动输入的重要环节。文中详细地总结了设计反应谱标定的基本原理和几种常用的设计反应谱标定方法,介绍了我国建筑抗震设计反应谱参数的确定方法和统一抗震设计反应谱的研究现状及应用前景;对不同设计反应谱标定方法中存在的问题进行了评述;提出抗震设计反应谱标定方法中有待进一步研究的问题。     

多点地震激励下基于改进振型位移法的反应谱方法

基于平稳随机振动理论，运用改进的振型位移法，得到结构多点输入改进的反应谱法，对其中相关系数进行了计算和讨论，对相关系数解析解进行了讨论，得到了解析公式的适用范围。最后通过算例进行了本文方法与MSRS方法计算结果比较，说明本文方法推导是正确的，收敛速度高于MSRS方法。     

基于模拟退火算法的设计反应谱标定方法

反应谱的标定是抗震设计的基础工作之一,模拟退火算法是基于模拟固体退火过程而提出的多参数优化组合方法。本文提出将模拟退火算法应用于设计反应谱的标定,并概述了模拟退火算法的基本原理及特点,介绍了运用MATLAB基于模拟退火算法对反应谱进行标定的过程。检验了将模拟退火算法应用于场地相关谱标定的可行性和合理性,给出了将其应用于工程场地地震安全性评价中设计反应谱标定实例。通过检验和实例分析可以看出,基于模拟退火算法的反应谱标定方法所给出的设计反应谱谱形真实地反映了原地震反应谱的特征,较客观的反映了场地相关反应谱的峰值和周期特征。