北京盆地结构对长周期地震动加速度反应谱的影响

由于城市人口的快速增多以及地价飞涨等原因,高层建筑已经大量涌现于各个城市之中,并且数量仍在继续攀升。另一方面,许多城市均建造于盆地内部,同时具有发生大地震的构造背景,如我国的北京、银川、西安、呼和浩特等。历史上多次大地震中的建筑震害特征表明,盆地对地震动的长周期成分有显著的放大效应,可以对城市中的高层建筑产生很强的     

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。     

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。     

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。     

地震动反应谱与相位差谱的关系

研究了地震动相位差谱与反应谱的关系，从中发现相位差谱通过影响单自由度体系反应时程的形状来影响地震动反应谱．在相位差谱均值一定的前提下，减小其方差将使反应谱增大，反之将使反应谱减小．在相位差谱方差固定时，增大其均值的斜率将使反应谱值减小，反之将加大反应谱．相位差谱作用于反应谱时阻尼在其中起着重要作用，随着阻尼的增大，相位差谱对反应谱影响越来越明显．阻尼的增大使得相位差谱对放大倍数谱的影响逐渐减小     

地震动特性对隔震结构弹塑性位移反应谱的影响研究

根据特定震源机制、震级、断层距和场地条件选取69条地震动记录并进行分组,利用Nspectra软件计算隔震结构的弹塑性位移反应谱,分析断层距、场地条件、震级、阻尼比对弹塑性位移谱的影响,探讨隔震层的力学参数对地震能量耗散的影响。研究结果表明:相较于远场,处于近场的隔震结构最为不利,隔震层位移谱值受场地条件、地震加速度和速度大小影响较大;随着断层距的增大,位移谱值衰减较快,且在软土场地中隔震层的位移谱值衰减幅度大于硬土场地;地震震级大小对位移谱形状的影响不明显,但能够使隔震层的位移谱值产生整体缩放效应;阻尼比在小于0.4的范围内,隔震层在不同地震动特性作用下位移谱值差别较大,但在大于0.4以后,位移谱值及谱形基本趋于一致;屈服力较小(恢复力/重力小于等于1)的隔震层随自振周期增大其耗能性能更加突出。     

近断层竖向与水平向加速度反应谱比值特征

显著的竖向地震动是近断层地震动区别于远场地震动的重要特征之一,为更合理地确定竖向地震动作用,研究了近断层区域竖向地震动的反应谱特征及其与水平向反应谱比值的影响因素.首先,选取1952—1999年世界范围内震级在M5.4—7.6之间的18次地震的地震动记录,研究竖向地震加速度反应谱及其与水平向加速度反应谱比值特征;然后统计分析了断层距、场地条件、震级以及断层机制对竖向与水平向加速度反应谱比的影响.结果表明,一般情况下竖向加速度具有更丰富的短周期分量,并且竖向加速度反应谱衰减较慢;断层距在20km以内的近断层区域、软弱土层场地、中等震级地震和逆断层大震级中长周期范围等条件下,具有较大的竖向与水平向加速度反应谱比值;在近断层区域的结构抗震设计中应充分考虑竖向地震动的影响.     

Validation of 3-D basin structure models for long-period ground motion simulation in the Osaka basin, western Japan

We studied the applicability of two types of existing three-dimensional (3-D) basin velocity structure models of the Osaka basin, western Japan for long-period ground motion simulations. We synthesized long-period (3–20 s) ground motions in the Osaka basin during a M6.5 earthquake that occurred near the hypothetical Tonankai earthquake source area, approximately 200 km from Osaka. The simulations were performed using a 3-D finite-difference method with nonuniform staggered grids using the two basin velocity structure models. To study the ground motion characteristics inside the basin, we evaluated the wave field inside the basin using the transfer functions derived from the synthetics at the basin and a reference rock site outside the basin. The synthetic waveforms at the basin site were obtained by a convolution of the calculated transfer function and the observed waveform at the reference rock site. First, we estimated the appropriate Q values for the sediment layers. Assuming that the Q value depends on the S wave velocity V _S and period T, it was set to Q = (1/3V _S)(T ₀/T) where V _S is in m/s and the reference period T ₀ is 3.0 s. Second, we compared the synthetics and the observations using waveforms and pseudovelocity response spectra, together with a comparison of the velocity structures of the two basin models. We also introduced a goodness-of-fit factor to the pseudovelocity response spectra as an objective index. The synthetics of both the models reproduced the observations reasonably well at most of the stations in the central part the basin. At some stations, however, especially where the bedrock depth varies sharply, there were noticeable discrepancies in the simulation results of the models, and the synthetics did not accurately reproduce the observation. Our results indicate that the superiority of one model over the other cannot be determined and that an improvement in the basin velocity structure models based on simulation studies is required, especially along the basin edges. We also conclude that our transfer function method can be used to examine the applicability of the basin velocity structure models for long-period ground motion simulations.     

非平稳人造地震动反应谱拟合的震记录应用研究

利用天然地震记录数据提取其非平稳相位数据的方法、论证人造地震动方法的可行性和合理性,并以呼和浩特市基岩场地非平稳人造地震动预测拟合应用为例,进行人造地震动反应谱拟合.本研究方法明显加强地震监测数字化记录与结构地震动输入预测模拟的密切联系,使地震动预测因充分利用近场地震观测资料而得到质的飞跃.     

Artificial ground motion compatible with specified ground shaking peaks and target response spectrum

1 Introduction Time history analysis is usually needed not only for the seismic design of important structures, such as nuclear plants, large concrete dams and super high-rise buildings, but also for seismic performance based design. Performance-based design requires tha knowledge of the entire process of nonlinear seismic responses of structures be obtained, which depends on the ground motion time history as input for this analysis. However, because the observed strong-motion recordings are l…     

长周期地震动频谱特征周期研究

长周期地震动的频谱特性是影响长周期结构动力响应的重要因素,目前关于其频谱特征周期参数的研究尚有欠缺.根据长周期地震动的界定方法,选取65条远场长周期地震动和50条近场脉冲型地震动,计算各条地震动的10个频谱特征周期参数,通过分析各周期参数与长周期地震动低频特性指标的相关性和离散性,探讨合适的长周期地震动频谱特征周期表征...     

特殊长周期地震动的参数特征研究

近断层脉冲型地震动和远场软土层场地类谐和地震动是两类特殊的长周期地震动,当前的规范均很少对这两类地震作用进行具体的规定。研究了近断层脉冲型和远场类谐和地震动的幅值、幅值比（V／A,D／V）、傅里叶幅值谱和反应谱的差别,分析了相位角和作用循环周期数对简单脉冲的影响,并用于解释两类特殊地震动的工程特征。以集集地震动为数据基础,分析了两类长周期地震动的傅里叶谱和反应谱特征;将平均加速度和位移规准反应谱分别与规范设计谱进行了比较。建议设计谱在长周期段考虑近断层作用和软土场地面波效应的影响。     

地震动强度对场地地震反应的影响

通过对场地地震反应的研究发现,地震动强度不同,同样的场地对地震动的影响也不同,得到的反应谱形状也不同。目前我国抗震设计规范中不同烈度下的设计反应谱形状完全一致,没有考虑地震动强弱对相同场地反应谱形状的影响。     

基于目标反应谱和包线的地震动合成

本文给出了以目标反应谱和目标包线函数为双目标函数的人工地震动合成方法,不仅使人工地震动符合目标反应谱,还在迭代过程中对地震动波形进行调整,使之基本符合目标包线函数,并消除了加速度时程的基线偏移,使速度时程和位移时程更为合理。本文认为当研究非线性结构体系的动力反应规律时,有必要对输入的人工地震动时程的反应谱和包线均进行比较准确的控制,使人工地震动时程符合多个统计特征。