抗震設(shè)計規(guī)范中豎向地震作用規(guī)定的研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計驗算中,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)往往需要考慮兩個,甚至三個方向地震作用的聯(lián)合效應(yīng)。多向輸入牽涉到在水平地震作用規(guī)定的基礎(chǔ)上,如何進一步規(guī)定豎向地震作用的問題。本文在指出《公路橋梁抗震設(shè)計細則》采用豎向/水平譜比規(guī)定豎向地震作用的規(guī)定在某些工況下會有不合理、不方便的缺陷基礎(chǔ)上,研究分別用兩組參數(shù)規(guī)定水平、豎向設(shè)計加速度反應(yīng)譜的可行性。
　　文中選用美國太平洋地震工程研究中心發(fā)布的NGA項目數(shù)據(jù)庫中64個地震的1513組三分量強地

2、震動記錄,統(tǒng)計分析反應(yīng)譜的特征。為了分析不同設(shè)計基本加速度對應(yīng)的反應(yīng)譜特征,先按震級、距離和場地條件分組,統(tǒng)計每組的水平向平均反應(yīng)譜,標(biāo)準(zhǔn)化得到相應(yīng)的有效峰值加速度EPA。將EPA分成0.05,0.1,0.15,0.2,0.3和0.4g等6個區(qū)間。根據(jù)Ⅱ類場地的結(jié)果,同時考慮EPA隨震級增大、震中距減小應(yīng)隨之增大的一般規(guī)律,將震中距R∈(0,10]、震級M∈[4.5,6.5],R∈(10,30]、M∈(6.5,7.5]的分組歸并為0.2

3、g區(qū)間;R∈(10,30]、M∈(5.5,6.5],R∈(30,50]、M∈(6.5,7.5]的分組歸并為0.15g區(qū)間;R∈(30,50]、M∈(5.5,6.5]和R∈(50,80]、M∈(6.5,7.5]的分組歸并為0.1g區(qū)間;(10,200]、M∈[4.5,5.5],R∈(50,200]、M∈(5.5,6.5]、和R∈(80,200]、M∈(6.5,7.5]的分組歸并為0.05g區(qū)間。對并入每一區(qū)間的水平向地震動數(shù)據(jù),分為不同的

4、場地條件,計算統(tǒng)一的平均反應(yīng)譜,標(biāo)準(zhǔn)化,提取反應(yīng)譜最大值和特征周期兩個參數(shù)。根據(jù)得到的反應(yīng)譜最大值計算、歸納給出了各場地類別的水平向場地系數(shù)。
　　分組和歸并是本文的關(guān)鍵,文中在闡述為什么要分組、如何分組、如何歸納之后,借助NGA項目發(fā)表的地震動加速度峰值的C-B衰減關(guān)系,驗證了分組、歸并方案的合理性。分析計算中,作者編寫了反應(yīng)譜標(biāo)準(zhǔn)化、提取反應(yīng)譜特征參數(shù)的Matlab命令流。
　　接著,對上述每一EPA區(qū)間包括的各震級、距

5、離分組的全部豎向地震動數(shù)據(jù),分為不同的場地條件,計算統(tǒng)一的平均反應(yīng)譜,標(biāo)準(zhǔn)化,提取反應(yīng)譜最大值和特征周期兩個參數(shù)。進一步根據(jù)得到的反應(yīng)譜最大值計算、歸納給出了各場地類別的豎向場地系數(shù)。
　　為了驗證本文提出的場地系數(shù)和特征周期的可靠性,比較了按設(shè)計基本加速度、場地類別計算的水平、豎向地震動標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜與相應(yīng)平均譜的差別。結(jié)果表明,在抗震設(shè)計規(guī)范中分別規(guī)定水平、豎向反應(yīng)譜的參數(shù),據(jù)此構(gòu)造兩個方向的設(shè)計加速度反應(yīng)譜,比規(guī)定水平向反應(yīng)譜參