震级、震中距和场地条件对反应谱特性影响的统计分析

选取世界各地的地震记录共324组,研究了竖向与水平反应谱的比值(V/H)、反应谱峰值周期(Tp)、动力放大系数最大值(βmax)、地震影响系数最大值(αmax)和2水平向峰值周期的差值(△Tp)等参数,以及这些参数与场地类别、震级和震中距的关系．结果表明:1)现行规范中V/H=2/3基本符合实际情况的;2)竖向Tp 略小于相应水平Tp;竖向Tp随震中距和震级增大,场地类别的影响不明显;3)αmax随震中距的增加而减小．当震中距离比较大时,场地条件对αmax值的影响不明显;4)2个水平向反应谱的特征周期存在一定差异,随震级的增大这一差异有增大的趋势．     

考虑P-Δ效应的等延性位移比谱

应用等延性位移比谱可以简便有效地估计结构的非弹性位移.在地震动作用下,由于P-Δ效应能够增加结构的非弹性变形和永久变形,因此,研究P-Δ效应对等延性位移比谱的影响具有重要意义.利用四类场地上的344条地震动,分别计算出了考虑及未考虑P-Δ效应的等延性位移比谱,并进行了对比分析,然后根据统计分析的结果,得到了等延性位移比谱考虑P-Δ效应的修正公式.结果表明:P-Δ效应对等延性位移比谱的影响十分可观,并且其影响程度随结构延性的增加而增大,随结构周期的增加而减小;而且当考虑P-Δ效应之后,等位移原理不再适用.     

考虑P-△效应的等延性位移比谱

应用等延性位移比谱可以简便有效地估计结构的非弹性位移.在地震动作用下,由于P-△效应能够增加结构的非弹性变形和永久变形,因此,研究P-△效应对等延性位移比谱的影响具有重要意义.利用四类场地上的344条地震动,分别计算出了考虑及未考虑P-△效应的等延性位移比谱,并进行了对比分析,然后根据统计分析的结果,得到了等延性位移比谱考虑P-△效应的修正公式.结果表明:P-△效应对等延性位移比谱的影响十分可观,并且其影响程度随结构延性的增加而增大,随结构周期的增加而减小;而且当考虑P-△效应之后,等位移原理不再适用.     

基于双规准反应谱的抗震设计谱

以千余条水平分量地震动记录为数据基础,考虑场地条件,距离和震级的影响,对地震动的加速度规准反应谱和双规准反应谱进行了研究.规准反应谱明显受到场地条件,距离和震级的影响,但场地、距离和震级影响下的平均双规准谱之间却表现出良好的一致性,基于此建议了统一的双规准设计谱模型.考虑阻尼比的影响和与现行规范设计谱的衔接,建议了可供工程设计参考使用的抗震设计谱,并与现行规范设计谱进行了比较.     

基于山东省场地的沂沭断裂带地震动高频消减作用

郯庐断裂带是中国东部一条地震活动频繁的断裂带,发生过多次4.0级以上的地震,沂沭断裂带位于郯庐断裂带中段,曾发生过震级大于6.0级的地震.为了解场地条件对沂沭断裂带地震动的影响,探讨缺乏地震数据区域的地震动估计方法,以沂沭断裂带的地震动波形数据为基础,通过对数据傅里叶谱分析,研究了山东省内场地对沂沭断裂带地震动的高频消减作用,获得了场地高频消减参数Kappa,分析了Kappa与场地平均剪切波速■之间的关系,探讨了Kappa对PGA及反应谱(S_a)等地震动参数的影响.研究表明:作为一种表征场地条件的参数,Kappa具有区域性差异,且随着相应的■的增大而减小;震级相同时,Kappa只对PGA及反应谱的数值大小产生影响,而不影响二者随距离的衰减趋势.本文所得的高频消减参数可以为研究山东省场地对沂沭断裂带地震所受场地效应及模拟该断裂带地震动并分析其特点提供参考.     

结构的弹塑性位移比及R-μ-T关系的分析

在估计已知强度或延性的现有结构在不同地震动强度下的最大地震弹塑性反应时,弹塑性位移比谱和等延性强度谱是十分准确有效的.通过对342条地震记录进行单自由度体系的弹塑性时程分析,研究了三个特征周期设计分组在不同延性系数下的弹塑性位移比谱特性以及等延性强度谱的特性,通过非线性回归分析建立了等延性位移比谱和等延性强度谱,给出了回归计算公式.研究表明：（1）弹塑性位移比谱在周期为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧下降,下降区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线转入平缓,且延性系数对平缓段的曲线影响较小;（2）延性系数μ〉1时,等延性强度谱在周期区间为0-1.0 s时谱值随周期的增加急剧增长,上升区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线增长较为平缓,等延性强度谱随延性系数增加而增加;（3）等延性位移比谱和等延性强度谱的回归计算公式能反映延性位移比和折减系数的统计规律,可应用于实际工程.     

结构抗震设计中的强度折减系数研究进展

强度折减系数既是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素,又是基于性态的抗震设计理论中确定非弹性反应谱的主要依据.基于过去几十年强度折减系数的研究现状,分析总结了近场效应、多自由度体系效应、结构超强等重要因素对强度折减系数影响的研究进展,得出结论:若应用依赖于结构延性、周期及场地条件的强度折减系数模型,并合理考虑多自由度体系效应及结构超强的影响将使得抗震设计更加合理;另外,现有的强度折减系数模型并不适用于近场地区,而1999年集集地震提供的大量近场地震动为研究近场脉冲效应对强度折减系数的影响提供了前所未有的机会.     

抗震反应谱场地放大系数的研究

通过对美国西部715条水平强震观测数据分析,按照场地条件、震级、震中距3个因素分组,以Ⅱ类场地峰值加速度PGA作为地震动强度,取有效峰值加速度EPA(阻尼比为5％时,0.1～0.5s范围内加速度反应谱平均值除以2.5)作为计算标准,统计得出场地放大系数.结果表明,在同一地震强度下,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ场地的场地放大系数依次增大;在同一场地条件下,场地放大系数随着地震动强度的增大呈减小的趋势.在统计结果基础之上,提出了适用于我国抗震规范的场地放大系数建议值及其应用方法,可供GB 50011-2010抗震规范修订时参考.     

阻尼对工程结构等延性地震抗力谱的影响分析

在基于位移的抗震设计理论中,等延性地震抗力谱对拟建结构的初步设计具有十分重要的作用.利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,从定性到定量详尽研究了阻尼对等延性地震抗力谱的影响规律,得出结论:阻尼对等延性地震抗力谱的影响,不但随场地的不同而不同,而且受延性系数及单质点体系周期的影响较大;要精确考阻尼对等延性地震抗力谱的影响,必须根据其所在的场地条件、结构延性系数及周期确定.最后,根据回归分析结果,给出了阻尼影响等延性地震抗力谱的修正公式,其成果可供抗震研究和设计参考应用.     

设计特征周期的影响因素

本文以我国抗震规范设计特征周期的修正为前提,统计计算设计特征周期的取值.共收集美国中西部地区437条中强地震记录,采用地震波处理软件SeismoSignal进行处理分析,并对设计特征周期的影响因素进行了研究.对强震数据库的覆盖率及可用性进行研究,表明数据采集合理.将美国数百条地震动记录按震级、震中距、场地类别等条件分类,主要统计计算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地特征周期的取值,研究三因素对特征周期的影响,并进行了线性回归分析.分析结果表明:不同的场地类别和震级对设计反应谱特征周期取值有显著的影响.特征周期值随场地变软而增大,与震级具有良好的线性相关,与震中距相关性不明显.     

恢复力模型对等延性地震抗力谱的影响分析

在基于位移的抗震设计理论中,等延性地震抗力谱对拟建结构的初步设计具有十分重要的作用.利用单自由度体系在大量强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,分析讨论了结构的延性系数、周期及恢复力模型等因素对等延性地震抗力谱的影响规律,其中重点以双线型恢复力模型为例,从定性到定量深入研究了恢复力模型对等延性地震抗力谱的影响,总结了相应的规律和特征,给出了恢复力模型影响等延性地震抗力谱的实用修正公式,结果可供抗震研究和设计参考应用.     

P-Δ effect on inelastic displacement ratio spectra for inelastic structures

For the evaluation of structures with known ductility demands,the constant-ductility displacement ratio spectra(CDDRS) are particularly useful for providing inelastic displacement ratios to estimate maximum lateral inelastic displacement demands from maximum elastic displacement demands.The CDDRS are computed for single-degree-of-freedom systems(SDOF) by considering or ignoring P-Δ effect for different ductility levels when subjected to 344 earthquake ground motions recorded in four site classes.The modified expressions of CDDRS for P-Δ effect are proposed.It is concluded that the P-Δ effect on CDDRS is significant,and the effect increases with the increase of ductility level.In the long-period region,the CDDRS ignoring P-Δ effect almost conforms to the equal-displacement rule.But in the case of higher ductility level,the CDDRS considering P-Δ effect are much higher than 1.0,which do not conform to the equal-displacement rule.     

抗震设计反应谱的动力放大系数

我国现行抗震设计规范（GB50011-2010）动力放大系数βmax值为2．25,且βmax取值只考虑了场地因素,未考虑震级、震中距的影响。本文利用美国西部726条水平强震记录,从场地、震级、震中距三因素入手,考虑单一因素和多因素不同组合对βmax的影响。结果表明,考虑不同因素,统计结果有一定的差异,而仅考虑场地因素时,统计结果与目前规范取值非常接近。综合考虑各种组合情况,考虑场地、震中距、震级因素组合更能代表目前地震动的认识水平。在统计结果基础之上,建议βmax取值为2．50。     

人字形中心支撑钢框架基于屈服点谱的性态抗震设计方法

屈服点谱(Yield Point Spectra,YPS)是一种新的位移-加速度反应谱的表述形式。基于结构屈服位移的稳定性,根据性态目标得出延性限值,通过YPS结构屈服强度,采用能力方法设计了1榀人字形中心支撑钢框架结构,通过非线性静力分析和动力时程分析,结果表明运用屈服点谱对中心支撑钢框架进行性态设计具有可行性。     

人字形中心支撑钢框架基于屈服点谱的陛态抗震设计方法

屈服点谱（Yield Point Spectra,YPS）是一种新的位移一加速度反应谱的表述形式。基于结构屈服位移的稳定性．根据性态目标得出延性限值,通过YPS结构屈服强度,采用能力方法设计了1榀人字形中心支撑钢框架结构,通过非线性静力分析和动力时程分析,结果表明运用屈服点谱对中心支撑钢框架进行性态设计具有可行性。     

工程结构等强度位移比谱研究

在估计已知强度的现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移时,等强度位移比谱是十分准确有效的．本文利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,对等强度位移比谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)上的平均等强度位移比谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有重要意义的特征和规律,分析了场地条件、地震烈度、结构的屈服强度系数及周期等因素对等强度位移比谱的影响规律,得到了一些重要的结论,最后提出了新的拟合公式,其成果对抗震研究和设计具有较大的参考价值．     

考虑P -Δ效应的结构响应函数简化求解方法

P-Δ效应是引起结构在强烈地震下倒塌的重要原因之一。由于几何非线性和材料非线性的共同作用,结构的骨架曲线会出现负刚度。为了快速求解地震作用下结构的响应函数,推导了相似弹塑性系统在同一地震波形激励下,结构的屈服水平系数与地震强度成正比的规律。基于这一规律,建立了等效单自由度体系屈服水平系数与延性系数之间的关系,即ημ曲线,提出了求解推覆曲线上每个点所对应地震强度的简化方法,从而快速建立结构的响应曲线。选择了20条实际地震动对一个六层钢框架结构进行分析,得到其16%、50%、84%分位值的顶点位移角响应曲线,并和增量动力分析对比,结果显示所提方法在响应全过程（从弹性、塑性到倒塌）都具有较高精度。     

考虑P-Δ效应的弹塑性反应谱归一化

为了获得考虑P-Δ效应的强度折减系数R谱和弹塑性动力放大系数β谱,对理想弹塑性（EPP）滞回模型的单自由度体系在地震作用下的响应进行分析,得到不同场地类别、结构自振周期、位移延性、阻尼比和二阶效应的反应谱,并利用2个特征周期Tga和TgR对横轴进行标准化处理.结果表明：周期标准化的R谱和β谱很好地保留了特征周期处的峰值...