地面運(yùn)動(dòng)雙向最大加速度反應(yīng)譜研究.pdf

1、隨著積累的地震動(dòng)記錄的數(shù)量的增多和對(duì)地震動(dòng)規(guī)律認(rèn)識(shí)的深入，到目前為止，我國(guó)抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜雖經(jīng)歷了幾次大的調(diào)整，但均是將記錄到的兩個(gè)水平分量當(dāng)作兩個(gè)獨(dú)立的地震動(dòng)記錄進(jìn)行處理，并以由此得到加速度反應(yīng)譜特性為依據(jù)建立的。本文稱(chēng)這樣的加速度反應(yīng)譜為單向加速度反應(yīng)譜。
　　對(duì)于同一地震動(dòng)來(lái)說(shuō)，隨著強(qiáng)震儀放置方向的不同，儀器所記錄到的兩個(gè)水平分量的數(shù)據(jù)也是不同的，由此計(jì)算出的特定周期下每個(gè)分量所對(duì)應(yīng)的單向加速度反應(yīng)譜值也隨之改變，本文稱(chēng)其中的

2、最大值為雙向最大加速度反應(yīng)譜值，稱(chēng)所有周期處該最大值的連線為雙向最大加速度反應(yīng)譜(簡(jiǎn)稱(chēng)BdM譜)。這意味著單向加速度反應(yīng)譜在絕大多數(shù)情況下未體現(xiàn)反應(yīng)最大值，故從工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防而言，BdM譜比單向譜更能反映地震給工程結(jié)構(gòu)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
　　為了獲得BdM譜的特性及其與單向譜特性之間的異同，本文進(jìn)行了以下研究工作：
　　①首先簡(jiǎn)述地震地面運(yùn)動(dòng)記錄的量測(cè)和處理方法，通過(guò)了解目前國(guó)內(nèi)外最普遍認(rèn)可的數(shù)字強(qiáng)震儀加速度記錄的數(shù)據(jù)處理方法，

3、從地震動(dòng)的量測(cè)儀器、地震動(dòng)記錄誤差分析、地震動(dòng)記錄數(shù)據(jù)處理方法及地震動(dòng)記錄應(yīng)用等方面做了簡(jiǎn)要敘述，為本文地面運(yùn)動(dòng)記錄的選擇和分析奠定基礎(chǔ)。
　　②整理匯總迄今為止表征地震動(dòng)兩個(gè)水平分量的方法，并專(zhuān)門(mén)介紹了近幾版美國(guó)地震區(qū)劃圖所采用的不同方法。
　?、蹚拿绹?guó)太平洋地震研究中心（PEER）最新版地面運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了1702組可信周期足夠長(zhǎng)、相當(dāng)于我國(guó)抗震規(guī)范Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地條件的地面運(yùn)動(dòng)記錄，按震級(jí)和距離分檔，建立BdM譜和單向譜，研

4、究BdM譜特性及其與單向譜特性的異同。
　?、茉谟懻搰?guó)內(nèi)外現(xiàn)有雙向地面運(yùn)動(dòng)記錄選擇和標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上，提出基于BdM譜的雙向地面運(yùn)動(dòng)記錄的選擇和標(biāo)定方法。
　?、轂檎故驹撾p向地面運(yùn)動(dòng)記錄的選擇和標(biāo)定方法的應(yīng)用過(guò)程，選擇了一個(gè)工程算例，用三維空間非彈性分析程序PERFORM-3D建立非彈性動(dòng)力反應(yīng)分析模型，然后按基于雙向最大加速度反應(yīng)譜的雙向地面運(yùn)動(dòng)記錄的選擇和標(biāo)定方法選擇出
　　7組地面運(yùn)動(dòng)記錄，最后對(duì)該算例進(jìn)行罕遇地

5、震作用下的非彈性動(dòng)力反應(yīng)分析，并將其分析結(jié)果與按我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的地面運(yùn)動(dòng)記錄選擇和標(biāo)定方法進(jìn)行非彈性動(dòng)力反應(yīng)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　通過(guò)以上研究工作，得到的主要結(jié)論有：
　　①相比于早期使用的模擬式強(qiáng)震儀記錄，新一代數(shù)字式強(qiáng)震儀頻帶特性有了很大的改善，基于數(shù)字式強(qiáng)震儀記錄到的地面運(yùn)動(dòng)記錄可以提供更為準(zhǔn)確的長(zhǎng)周期分量。
　?、谠趯?duì)1702組地面運(yùn)動(dòng)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，得出結(jié)論如下：從譜形上來(lái)看，BdM譜與單向譜在平

6、均水準(zhǔn)上相差無(wú)幾；從譜值上來(lái)看，BdM譜的統(tǒng)計(jì)平均值是單向譜統(tǒng)計(jì)平均譜值的1.2-1.4倍，前者的標(biāo)準(zhǔn)差也大致為后者標(biāo)準(zhǔn)差的1.1-1.4倍。
　?、鄄捎萌S空間非彈性分析程序 PERFORM-3D對(duì)工程算例建立非彈性動(dòng)力反應(yīng)分析模型，分別按本文提出的基于BdM譜的雙向地面運(yùn)動(dòng)記錄的選擇和標(biāo)定方法（簡(jiǎn)稱(chēng)BdM選波方法）和我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的方法（簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)范選波方法）選擇地面運(yùn)動(dòng)記錄，進(jìn)行罕遇地震作用下的非彈性動(dòng)力時(shí)程反應(yīng)分析，對(duì)比

7、這兩個(gè)分析結(jié)果后，得出的結(jié)論如下：相對(duì)于我國(guó)抗震規(guī)范的地面運(yùn)動(dòng)記錄選擇和標(biāo)定方法的非彈性動(dòng)力反應(yīng)分析結(jié)果，基于BdM譜的雙向地面運(yùn)動(dòng)記錄選擇和標(biāo)定方法預(yù)測(cè)出工程算例在罕遇地震作用下的反應(yīng)明顯偏大。從最大層間位移角而言，后者比前者偏大，X、Y向分別偏大1.55％～25.50%、5.13%～24.51%，X、Y向偏大的平均幅度分別為14.39%、14.08%；從最大頂點(diǎn)位移而言，后者比前者偏大，X、Y向分別偏大-0.65%～23.90%、6