遠場長周期地震動強度指標(biāo)和頻譜特性指標(biāo)研究.pdf

1、近年來，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，超高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁等長周期結(jié)構(gòu)大量興建，這些長周期結(jié)構(gòu)易與遠場長周期地震動中的低頻成分發(fā)生類共振反應(yīng)，引起結(jié)構(gòu)的強烈震動甚至破壞，因此長周期結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計時要注意遠場長周期地震動的影響。抗震設(shè)計采用時程分析時需要以某個指標(biāo)來選擇與調(diào)整地震動的輸入，目前對于長周期結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計用的強度指標(biāo)研究的相對較少，有必要進一步研究適合長周期結(jié)構(gòu)的地震輸入的強度指標(biāo)和頻譜特性指標(biāo)。本文利用ANSYS有限元軟件建立

2、了超高層結(jié)構(gòu)的簡化模型（Miranda模型)，對模型進行時程分析得到頂點位移和最大層間位移，分析地震動強度指標(biāo)和頻譜特性指標(biāo)與結(jié)構(gòu)頂點位移和最大層間位移的相關(guān)性和離散性，以及相關(guān)性受結(jié)構(gòu)周期和阻尼比的影響規(guī)律。本文主要工作和結(jié)論如下：
　　1.確定了遠場長周期地震波的選波原則，依此原則選出了本文所用來研究的19條遠場長周期地震波，并對地震波進行校正處理，提取地震波相關(guān)的強度指標(biāo)和頻譜特性指標(biāo)。
　　2.利用ANSYS軟件建立

3、了五個不同高度（50、75、100、120和150層）的超高層建筑簡化模型，對五個模型進行時程分析，改變結(jié)構(gòu)阻尼，提取模型的頂點位移和最大層間位移。
　　3.分別分析地震動強度指標(biāo)和頻譜特性指標(biāo)與頂點位移和最大層間位移的相關(guān)性和離散性。結(jié)果表明，在強度指標(biāo)方面：PGA、Sa(T1)和Sd(T1)與頂點位移相關(guān)性隨阻尼比ξ增加而增加，PGV和PGD與頂點位移相關(guān)性總體上隨阻尼增大在增大，Sa與頂點位移相關(guān)性受阻尼比ξ影響不大，Sa(

4、T1)與頂點位移相關(guān)性都保持在0.8以上，且離散性低，建議采用Sa(T1)來表征超高層建筑的頂點位移；PGA、PGD、Sd(T1)和Sa與最大層間位移相關(guān)性隨阻尼比ξ增加而增加，PGA、Sa(T1)與最大層間位移相關(guān)性受阻尼比影響規(guī)律不明顯，PGV指標(biāo)相關(guān)性在個周期段平穩(wěn)，且保持在0.84以上，故建議采用PGV來表征超高層建筑的最大層間位移。在頻譜特性指標(biāo)方面：在T=8s前，各頻譜指標(biāo)與頂層位移相關(guān)性受阻尼比影響較小，T=8s之后，除T

5、pv外，各指標(biāo)的相關(guān)性隨阻尼比的增多而減小，Tmh與頂點位移相關(guān)性最高達到0.75，且本身離散度才0.35，故建議采用Tmh指標(biāo)作為頻譜特性指標(biāo)來表征超高層建筑的頂點位移；PTV、PTD、Tc、Tg與層間位移相關(guān)性隨著阻尼比的增加而加大，PTA、Tmh指標(biāo)與層間位移相關(guān)性受阻尼比影響較小，Tg、Tmf與層間位移相關(guān)性在T=8s后隨阻尼比的增大而減小，Tmf指標(biāo)與層間位移相關(guān)性在各周期段內(nèi)較穩(wěn)定，保持在0.65左右，且其離散度最低，故建議