设计反应谱拟合方法研究及特征参数统计

正地震反应谱是通过仪器记录并经过处理的强地面运动信息,利用强震记录研究不同场地的反应谱,对结构抗震设计具有重要的理论意义和工程应用价值。近20年来,我国在南北地震带所覆盖的川滇甘陕地区建立了大量的有详细场地资料的强震观测台站,获得了丰富的有研究价值的强震记录。本文在总结已有反应谱标定方法的基础上,提出了一种新的反应谱标定方法。利用川滇甘陕地区大量的强震记录,统计分析了设计反应谱的特征参数。本文主要研究     

以反应谱和功率谱密度函数表征的强震运动的统计特性

文中利用我国海城和唐山地震１９０条强震记录和美国西部１３８条强震记录研究了以反应谱和功率谱密度函数表征的强震运动的统计特性。反应谱用最大地面加速度归一化，即表为谱放大系数，功率谱密度函数用金井清谱描述。文中研究了参数的统计值和依赖性，以及谱放大系数和金井清谱参数与场地条件、震源和震中距等之间的相关性，分析比较了中美两国强震运动谱的统计特性，并对我国地震工程应用的强震运动谱的统计参数值的选取提出了建议。     

汶川地震不同场地反应谱平台值统计分析

加速度反应谱平台值表征地震动的强度特性,场地条件是影响反应谱平台值的一个重要因素.本文选取6组同一地区断层距相近而场地条件不同的强震记录,对其标准化的加速度反应谱形状及平台值进行分析;并以汶川地震中173个有详细地勘场地上的强震记录为基础,统计分析了不同场地类别和断层距区间内的加速度反应谱平台值.本文研究结果显示,场地条件对加速度反应谱平台值有较大影响,随着场地变软,加速度反应谱平台值增大.本文定义了场地影响系数,计算并给出了不同地面峰值加速度对应的场地影响系数.     

强震地面运动频谱特性的统计分析

本文利用国内外56次地震的147个重要地面运动加速度记录进行统计回归分析,得到反映强震地面运动加速度富氏振幅谱和伪速度反应谱与地震震级、震中距和记录场地条件的统计关系。这些记录中7级以上大震、震中距小于20公里的近场记录和基岩场地上的记录占有一定比例,统计样本各类数据的分布比较合理。采用场地等效固有周期(以下简称场地固有周期)代替常用的场地分类形式进行统计,在一定程度上克服了场地分类标准不明确的缺点。场地固有周期依据地质钻探资料计算,从而能比较准确地反映与场地特征有关的强震地面运动的频谱特征随震级、震中距和场地固有周期的变化规律,为实际工程应用和抗震理论研究提供可靠的经验公式。     

甘肃省若干地段强震地面运动特征

以甘肃、陕西等地历年来获得的强震记录,主要是汶川大震的强震记录,研究了甘肃省强震地面运动的特征以及不同场地的地震反应。注意到本地地震动具有大陆板内地震的特点,与强震记录最多的美国西部地震动有较大的差别。甘肃的场地类型大致可以分为四个区域:河西走廊、黄土地区、陇南山区和甘南高原区,强震地面运动特征各自具有其自身的特点,又和地震动的特性有密切的关系。认为有必要对汶川大震的强震记录作全面而系统的研究,进而应用到我国的地震安全性评价中去。     

SMART-1台阵记录的长周期反应谱特性

利用台湾SMART－1台阵的数字强震仪加速度记录分析了同类场地上的地震动长周期分量特性，结果表明：同一次地震震中距基本相同的同类场地加速度反应谱短周期部分有较明显的差别，长周期部分则基本相同；震级和震中距对短周期反应谱影响明显，对长周期反应谱也有一定影响。最后将SMART－1台阳场地的平均谱与新的建筑抗震设计规范修订稿中提出的设计反应谱作了比较。     

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。     

澜沧-耿马强震地面运动特征研究

本文利用澜沧-耿马地震中记录到的强震加速度数据,对地面运动加速度峰值和反应谱进行了统计分析。文中研究了震级、震中距、地震方位和场地条件等各种因素对加速度峰值和反应谱形状的影响,提出了适用于本地区的地震加速度峰值和反应谱值的哀减公式并和过去的一些研究结果进行了对。比文中证明了地面运动加速度矢量峰值的衰减与烈度等震线或主发震断层走向的对应关系。     

台湾集集大地震及其余震的长周期地震动特性

用丰富的高质量数字强震记录对台湾集集大地震及余震的长周期地震动特性进行了研究. 本文主要研究了长周期地震动的强度随震级、距离及场地条件的变化情况;同时对近断层的长周期地震动特性进行了分析. 结果表明,集集大地震及余震的长周期地震动反应谱的形状主要受场地条件和震级控制（D+E类场地的反应谱要比B+C类的宽,震级大的反应谱要比震级小的宽）,而受距离影响并不显著;近断层长周期地震动明显受断层活动特性影响:上盘的长周期地震动比下盘的强,北部的比南部的强.      

利用中国数字地震台网宽频带记录研究长周期地震动反应谱特性.

利用65次地震的中国数字地震台网（CDSN和NCDSN）宽频带和甚宽频带(BB及VBB）记录,分别计算了阻尼比=0.005,0.01,0.02,0.05和0.10的基岩水平向相对位移反应谱、相对速度反应谱和绝对加速度反应谱．结果表明,工程上常用的强震加速度记录,不足以给出可靠的长周期地震动反应谱,而CDSN宽频带记录恰恰可以作为强震加速度记录的重要资料补充来源,用于长周期地震动反应谱特性的研究．      

中外抗震规范设计反应谱的规定及研究建议

抗震设计规范中的场地设计反应谱是一般工程抗震设计的依据,各国的抗震设计规范对场地设计反应谱的规定不尽相同。主要表现在反应谱的形状和谱参数的差异。本文收集了若干国家的抗震设计规范;在总结各国抗震设计规范中关于场地设计反应谱规定的基础上,对中国、美国、日本、欧洲、土耳其和智利等有代表性的国家和地区的抗震设计规范进行分析和对比研究;总结了我国抗震设计规范场地设计反应谱的演化历史和发展过程;提出了进一步开展这一领域研究工作的若干建议,本文的工作对从事场地设计反应谱研究的科技人员有重要的参考价值。     

桥梁抗震设计规范与建筑抗震设计规范的分析与比较

对我国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)与《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)进行了较为详细的对比。分别从抗震设计的基本思想、设计地震动参数、地震反应分析和计算方法、构造细节等方面对这两本规范进行了比较,并指出了今后我国各行业工程结构抗震设计规范宜逐步统一。     

论发震构造特性在潜在震源区参数确定中的应用

发震构造特性是潜在震源区划分及其地震年发生率确定的重要依据。潜在震源区除了反映“未来具有发生破坏性地震的地区”的内涵外,还应反映高震级档地震具有相似复发特征的涵义。由于在地震活动性参数统计单元内,有一些具有不同本底地震的活动构造块体,为更好地反映地震活动的空间不均匀性,考虑潜在震源区的三级划分是有必要的。通过分析潜在震源区内高震级档地震的复发特征,计算预测时段内潜在震源区的高震级档地震的发震概率,采用预测时段内概率等效转换获得地震年平均发生率的方法,有助于在中国地震危险性分析框架内考虑潜在震源区的强震复发特性。另外,文中还对潜在震源区内特征地震次级震级档频度不足的特性和发震构造上强震非均匀性在地震危险性分析中的应用问题进行了探讨     

规则桥梁抗震性能水准的定义及其量化描述

基于性能的结构抗震设计是各国结构抗震设计规范未来的主要发展方向,虽然其理论框架已基本形成,然而其中至关重要的结构抗震性能水准的定义及其量化描述问题,目前仍处于研究探讨阶段.本文从公路梁式桥震害现象出发,采用极限状态设计概念,对规则桥梁在地震作用下的性能水准予以明确的定义;并以墩顶漂移率作为设计参数,通过对大量试验数据的...     

Regional variation of spectral parameters for seismic design from broadband probabilistic seismic hazard analysis

The characterisation of the seismic hazard input is a critical element of any seismic design code, not only in terms of the absolute levels of ground motion considered but also of the shape of the design spectrum. In the case of Europe, future revisions of the seismic design provisions, both at a national and a pan‐European level, may implement considerable modifications to the existing provisions in light of recent seismic hazard models, such as the 2013 European Seismic Hazard Model. Constraint of the shape of the long‐period design spectrum from seismic hazard estimates on such a scale has not been possible, however, owing to the limited spectral period range of existing ground motion models. Building upon recent developments in ground motion modelling, the 2013 European Seismic Hazard Model is adapted here with a new ground motion logic tree to provide a broadband Probabilistic Seismic Hazard Analysis for rock sites across a spectral period range from 0.05 seconds to 10.0 seconds. The resulting uniform hazard spectra (UHS) are compared against existing results for European and broadband Probabilistic Seismic Hazard Analysis and against a proposed formulation of a generalised design spectrum in which controlling parameters can be optimised to best fit the uniform hazard spectra in order to demonstrate their variability on a European scale. Significant variations in the controlling parameters of the design spectrum are seen both across and within stable and active regions. These trends can help guide recalibrations of the code spectra in future revisions to seismic design codes, particularly for the longer‐period displacement spectrum.     

探讨渤海及周边地区海洋平台抗震设防水准

介绍了美国API规范的内容，并将南加利福尼亚和中国渤海海域地震活动特征与地震危险性进行对比. 对比结果表明，无论在地震活动的频度与强度还是地震危险性分析结果上，渤海都比南加州弱. API规范指出，对于南加利福尼亚地区的永久性建筑， 强度设计水准取重现期200 a，变形设计水准取几百至几千年. 我国相关规范规定的海洋平台强度设计和变形设计水准分别取500 a和10 000 a，过于保守. 同时，与其它建构筑物的抗震水平相比较，甲类建筑变形设计水准取设计基准期100 a内超越概率2%~3%，乙、丙类取50 a内2%~3%，考虑海洋平台易于引起严重的次生灾害，变形设计水准取设计基准期30 a内1%（相当于重现期3 000 a）应是安全的. 基于上述对比分析， 同时考虑到经济承受能力以及与现行标准的连贯性， 建议我国海洋石油平台的强度设计水准和变形设计水准分别取200 a和3 000 a.      

基于遗传算法地震短期综合预报分类系统在天山地震带的应用

应用“基于遗传算法的地震预报分类系统”建立天山地震带8个区的地震短期综合预报模型。在前人研究基础上对此分类系统的应用方法做了以下改进：以半年或一年样本窗内的地震活动资料预报未来3个月最大地震;采用阈值划分异常,区分高值和低值异常两类参数,再用异常持续时间进行地震环境信息编码;在研究区内,根据一年和半年样本窗和震级错半级的分档形式,形成4种地震环境信息编码方式。计算机自动运行此系统程序,寻找各自的预报模型。对预留样本的检验按震级区间进行规则对应率、虚报率和地震对应率、漏报率的效能评价,结果表明南天山各区检验情况好于北天山;对北天山预测出5级以上、南天山6级以上地震以及能给出有效重叠震级区间的模型加权后认为南天山中西段、柯坪块体区检验情况较好。结果还表明半年样本窗检验效能普遍高于一年窗,对较低震级的检验情况一般要好于较高震级。     

Comparison of DSHA-based response spectrum with design response spectrum of building code of Pakistan (BCP-SP-2007) for a site in Muzaffargarh area,Pakistan

The building code of any country is considered to be a basic technical guidance document for the seismic design of structures. However, building codes are typically developed for the whole country, without considering site specific models that incorporate detailed site-specific data. Therefore, the adequacy of the design spectrum for building codes may sometimes be questionable. To study the sufficiency of the building codes of Pakistan (BCP-SP-2007), a deterministic seismic hazard analysis (DSHA) based spectrum was developed for a site in the Muzaffargarh area, Pakistan, using an updated earthquake catalogue, seismic source model, and a next generation attenuation model (NGA-WEST-2). Further, an International Building Code (IBC-2000) spectrum was developed for the study area to compare the results. The DSHA-based response spectrum resulted in a peak ground acceleration (PGA) value of 0.21 g for the Chaudwan fault. The evaluation of BCP-SP-2007 and IBC-2000 spectra provided a critical assessment for analyzing the associated margins. A comparison with the DSHA-based response spectrum showed that the BCP-SP-2007 design spectrum mostly overlapped with the DSHA spectrum unlike IBC-2000. However, special attention is needed for designing buildings in the study area when considering earthquake periods longer than 1 s, and the BCP-SP-2007 spectrum can be enhanced when considering a period range of 0.12–0.64 s. Finally, BCP-SP-2007 is based on a probabilistic approach and its comparison with deterministic results showed the significance of both methods in terms of design.     

国内外延性抗震设计的比较

1971年美国发生圣.费尔南多地震,许多新建的桥梁结构遭到严重破坏之后,延性抗震得到重视,抗震设计方法正在从传统的单一强度理论向延性抗震理论过渡。目前,大多数国家的桥梁抗震设计规范已经采纳了延性抗震理论。本文针对几个主要的抗震设计规范,包括EC8、Caltrans、AASHTO、日本和我国公路桥梁抗震设计规范中的延性抗震设计做一个概述。主要内容有延性指标的定义及其计算方法和延性构件钢筋锚固和搭接长度的规定,本文对我国公路桥梁的延性抗震设计有一定的参考价值。     

A new formulation for a code-based vertical design spectrum

Consideration of vertical seismic design loads is important for long-span structural systems, short-period structures, and for some nonstructural components in the buildings. To this end, seismic design codes utilize alternative approaches to define vertical design spectrum at different levels of complexity: either as a fraction of horizontal design spectrum or using a separate functional form having features different than the horizontal spectrum. In all cases, a consistency between the horizontal and vertical design spectral ordinates is sought. In this paper, we consider a set of modern seismic design codes, horizontal and vertical ground-motion datasets, as well as ground-motion predictive models (GMPMs) to assess the accuracy of code-based vertical design spectrum expressions. We compute horizontal and vertical spectra for different earthquake scenarios (magnitude-distance-soil condition combinations) from the selected horizontal and vertical GMPMs for comparisons with their code-based (idealized) counterparts. Besides that, we study the vertical spectrum behavior from observed ground-motion data. Our observations suggest that the vertical design spectrum formulations by current codes do not fully explain the actual vertical spectral acceleration trends. We discuss the possible reasons behind the misrepresentation of vertical spectrum by the current code approach and introduce our own expressions to compute horizontal spectrum consistent vertical design spectrum from a comprehensive simulated dataset of correlated vertical and horizontal spectral ordinates.