基于设计地震分组的反应谱平台值研究

利用搜集整理的1933~2015年美国西部地区166个有详细钻孔资料台站场地上的1237条水平方向强震记录,按照我国建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)中反应谱的形式,对强震记录的加速度反应谱进行了拟合,提取了反应谱的平台值和特征周期。在地震动强度分区内以特征周期为界来划分设计地震分组,讨论了设计地震分组对反应谱平台值的影响。研究结果表明,应考虑场地类别对反应谱平台值αmax的影响,验证了按设计地震分组研究反应谱平台值αmax的可行性,并给出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上各设计地震分组内的反应谱平台值αmax。     

地震场地的综合评定方法

本文给出了一个考虑场地土层的刚度、覆盖土层厚度及软弱夹层、液化土层等因素对场地地震动影响的综合评定方法。该方法根据场地土层的刚度和覆盖土层的厚度，按模糊评判方法确定场地指数μ值，并建立μ值与设计地震反应谱的关系。当场地指数确定时，就可确定用于抗震设计的反应谱。对于场地土层中含有软弱夹层或液化土层的情况，本文还给出了考虑这些影响因素，对场地指数或设计地震动参数进行修正的方法。     

梁式桥抗震设计的近场地震弹塑性反应谱

依据国内外规范对近场地震动的定义,收集了215条近场地震动,进而对近场地震弹塑性反应谱（加速度谱、位移谱、残余位移谱、强度折减系数谱）进行参数影响研究,得到地震动特性（地震震级、场地土质、PGA）和恢复力模型动力参数（不同恢复力模型、屈服后刚度比、阻尼比、位移延性系数）等因素对近场地震弹塑性反应谱的影响规律。与中远场地震弹塑性反应谱相比较可知：①Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性加速度谱的下降段较缓,Ⅳ类场地弹塑性加速度谱的敏感区更宽|②Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性位移谱的谱值相比Ⅳ类场地的谱值更大。在此基础上,建立了与我国桥梁抗震设计规范场地类型相对应的近场地震弹塑性反应谱,可用于近场地震下的桥梁抗震设计,并可为后续的近场地震能力谱法的研究提供近场地震需求谱。     

超高层建筑场地地震反应分析及长周期设计反应谱研究

建筑抗震设计规范中的标准设计反应谱不能满足基本自振周期大于6 s的超高层建筑抗震设计需要。今结合某超高层建筑,讨论了场地地震反应特性及其长周期设计反应谱,并根据拟建场地长周期设计反应谱选择了天然地震动记录,为工程抗震验算提供数据,可为同类型超限高层结构设计提供经验参考。     

中国和委内瑞拉抗震设计规范比较分析

对中国的GB 50011—2010建筑抗震设计规范与委内瑞拉的CONVENIN 1756:2001建筑物抗震设计规范中抗震设防目标、场地分类、建筑重要性系数、设计反应谱等进行了阐述和比较,并重点介绍了如何按委国规范确定设计反应谱,以方便设计人员学习应用。     

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究

介绍了伊朗抗震规范的抗震设防目标与方法、场地类型、地震风险分区、设计反应谱以及基底剪力的计算，并与《建筑抗震设计规范》相关内容进行了对比。结果表明，伊朗规范根据结构重要性对建筑有选择性地做“两水准”抗震设防；基于平均剪切波速伊朗规范中的Ⅰ类场地近似于中国规范的Ⅰ₀场地，其余各类场地之间无直接对应关系；伊朗规范设计反应谱动力系数随场地类型与地震风险分区变化，在低地震风险区的软弱场地上动力系数峰值高达3.25;伊朗规范地震作用基于“中震”计算，经结构性能系数折减后的基底剪力：高延性混凝土框架的基底剪力比中国规范小，低延性混凝土框架的基底剪力比中国规范大得多，中延性混凝土框架的基底剪力与中国规范的大小比较结果在不同场地不同周期段表现不同。     

建筑结构时程分析法输入地震波的研究

本文对形成抗震设计反应谱的国内外重要地震加速度记录进行分析,研究各种不同的记录分组方法对标定设计反应谱所产生的影响,总结各种不同类别场地上所获取的地震记录的反应谱形状的分布规律。在此基础上,为建筑结构抗震设计时程分析法所需的输入地震波提出一种基于规范设计反应谱的、与设防烈度、场地条件、震源机制、结构自振特性有关的选择原则。建议在建筑结构时程分析法中采用一组四条实际地震加速度记录(其反应谱特征周期符合一定的分布规律)作为输入地震波,计算所得的结构内力或位移算术平均,可以得到符合规范要求的比较合理和安全的结果。     

场地分类和平均反应谱

在现行抗震设计规范中,设计反应谱形状完全决定于场地条件,与其它许多因素都无关。三类场地的反应谱差别很大,而场地分类却只凭一般性的岩性描述,实用中有时难免发生问题。本文针对这种情况提出了改进场地分类的原则和方法。此法以土层厚度为主要指标,将场地土分为四类,同时结合土层的刚度和分层结构进行调整。对于只具有表层地质资料的一般建筑场地,本文根据波速随深度的平均变化规律提供了粗略的分类方法。最后给出了四类场地的平均反应谱。     

超高层建筑场地地震动参数的确定

基于抗震设计的重要性,以厦门某超高层建筑场地为例,在场地地震危险性概率分析的基础上,对场地土层进行了一维地震反应分析计算,确定了该工程场地地震动参数,为抗震设计提供了依据.     

地面运动双向最大加速度反应谱特性研究

在整理当前国内外双向水平地面运动反应谱值代表值后,本文认为考虑了记录仪器所有可能水平放置方向的加速度时程对应的所有单向加速度反应谱值中的最大值是双向水平地面运动反应谱值的最佳代表值,称其为双向最大加速度反应谱值（简称BdM谱值）。建立Ⅱ类场地地面运动数据库,考察Ⅱ类场地不同地面运动类型BdM谱和单向加速度反应谱Und谱的特性差异,结果表明：Ⅱ类场地同一地面运动类型下,二者在谱形上相似,但前者的动力放大系数普遍大于后者,且二者差距随着周期的增大而增大;同一周期谱值的平均值和标准差,前者分别为后者的1.2~1.4倍和1.1~1.4倍。另外,与BdM谱相比,我国规范Ⅱ类场地设计反应谱谱值在第一衰减段普遍偏小,在第二衰减段则低于很多地面运动类型的BdM谱值。因此,以我国设计反应谱作为设计地震力取值依据所设计出的Ⅱ类场地工程结构,其设计地震力取值水准高低不一,从而导致抗震安全性高低不一;以我国设计反应谱为目标谱选择地面运动记录预测出的Ⅱ类场地工程结构的地震反应,危险性水准不一,在统一的性能评价标准控制下,导致其实际抗震性能存在差异。     

基于新抗震规范的地震动随机模型参数研究

本文依据新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),对随机地震动功率谱模型参数的取值进行了具体研究。提出了与新规范建筑场地类别及设计地震分组相对应的场地土阻尼比和卓越频率,非平稳模型中时间包络函数及地震动持时的取值。采用最大地面加速度等效原则确定了谱强度因子S0,然后进一步根据反应谱等效原则对谱强度因子进行了修正。经与规范中给出的反应谱曲线对比发现,利用本文模型参数按随机方法得到的反应谱与规范反应谱取得了很好的一致性。本文研究中给出的谱强度因子S0较好地反应了结构地震作用的特点,为应用随机理论进行实际工程抗震设计提供了依据。     

基于云南省强震记录的结构设计反应谱研究

云南地震频发,是全国震害最为严重的省份之一,为了降低地震灾害,近年来云南省大力推广建筑减隔震技术。为了研究适用于云南地区的结构设计反应谱,通过云南地震局收集了自2007年以来云南地区的强震记录共2000余条,对不同场地类别、震级和震中距的强震记录做了分类。通过最小二乘法标定得到了不同场地和设计分组下的场地反应谱,结果显示云南地区反应谱动力放大系数、衰减指数和阻尼调整系数与场地类别没有明显相关性;建议将云南地区反应谱特征周期取值在建筑抗震设计规范的基础上增加0. 06s。拟合了不同阻尼比下的衰减指数和DRF谱均值得到衰减指数公式和阻尼调整系数公式。     

美国建筑结构设计抗震规范的研究

论文对美国建筑规范IBC2006和建筑设计荷载规范ASCE7-10的建筑结构抗震设计条文进行了研究,理清了美国建筑结构的抗震设计思路,并对地震动参数、建筑场地类别、设计反应谱加速度参数、地震力计算方法、结构抗震体系和地震反应修正系数R等概念和取值进行了研究。     

竖向设计反应谱特征参数的研究

以国内川滇甘陕地区263个有详细场地资料的强震台站获得的802条竖向地震动加速度记录为研究对象,利用差分进化算法对每条竖向加速度反应谱进行拟合,分析不同场地类别、震级和震中距对竖向加速度反应谱特征参数取值的影响。统计结果表明,竖向设计反应谱的起始周期和衰减指数基本不受各因素的影响,平台值和特征周期均随场地类别的提高而增大,随震级的增大而增大,特征周期随震中距的增大而增大,而平台值随震中距的增大而减小。本文综合考虑各因素的影响,最终给出竖向加速度反应谱特征参数的建议取值,为我国建筑抗震规范中竖向地震作用的修订提供依据。     

考虑设计地震分组的深覆盖软土场地反应谱分析

基于汶川地震中不同震中距处获得的基岩地震动,合成了若干条非平稳基岩地震动做为输入,以不同震中距来考虑不同的设计地震分组,通过典型深覆盖软土场地地震反应分析得到地表加速度响应,对地表加速度响应的反应谱进行了分析。分析结果表明,设计地震分组对深覆盖软土场地反应谱影响较为明显,深覆盖软土场地反应谱与现行规范设计反应谱具有较大差异。最后,对其反应谱进行了拟合分析,得到符合深覆盖软土场地特征的拟合反应谱,为深覆盖软土场地上的结构抗震设计提供参考。     

场地分类和设计反应谱的特征周期：《建筑抗震设计规范》修订简介（八）

文中对现行建筑抗震设计规范中有关场地分类和设计反应谱特征周期Tg的规定在执行过程中提出的问题进行了讨论,并在此基础上给出了一个改进的方案,其中包括四类场地的等价剪切波速和覆盖层厚度界限以及相应Tg值的连续化取值。此外,文中还讨论了设计反应谱特征周期连续变化的必要性和可行性,给出了特征周期按照场地分界线上的相应值进行插值的原则。     

地下地震动工程特性分析

为考察地下地震动的工程特性,选取美国加州强震观测计划(CSMIP)6个土工台阵的120条三分量地表和地下地震动为数据基础,分别对水平向和竖直向地震动的加速度幅值,规准反应谱,双规准反应谱,傅立叶谱,持时等工程特征进行了研究。结果表明,地震动加速度幅值随深度的增加而减小,在浅层的变化速度较快。规准反应谱明显受到场地条件和深度的影响。而不同场地不同深度不同分量方向的双规准反应谱之间差别甚小,双规准反应谱比规准反应谱表现出良好的一致性。最后,讨论了土层/基岩场地上台阵地震动的傅立叶幅值谱和地震动持时沿深度变化的特点。本研究揭示了地下地震动的一些工程特性,可以为地下工程结构的抗震设计提供参考依据。     

考虑场地类别的基础隔震结构弹塑性加速度反应谱

弹塑性反应谱是基于性能抗震设计理论中的基础性课题之一,而场地条件对反应谱的影响情况,以及如何确定场地影响在规范设计反应谱中的体现形式,是目前工程抗震领域研究和讨论的热点问题。本文将三种场地类别上的1217条强震记录,按照场地条件和地震动峰值加速度分为21组,对两自由度体系的基础隔震结构简化模型作弹塑性时程分析,研究场地类别对基础隔震结构弹塑性加速度反应谱的影响。研究表明,结构的加速度响应依赖于场地类别,在基础隔震结构的自振周期范围内,结构的弹塑性加速度反应谱的谱值随场地土变软而增大。采用平均化的方式研究了反应谱的特性,运用分段线性拟合的方法,建立了与场地类别相对应的基础隔震结构弹塑性加速度反应谱公式,并通过算例验证了该公式的准确性,可将其用于基础隔震结构的抗震设计中。     

不同场地特征对高层建筑结构地震响应的影响

建筑结构在多遇地震下的响应通常通过反应谱分析得到。《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中给出的设计反应谱及设计地震分组和场地类别的规定使结构地震响应分析简单易行且具有很好的可靠性。选取两个结构体系不同的高层建筑结构模型,分析其在不同的设计地震分组和场地类别下结构地震响应的差异,评价不同场地特征对高层建筑结构地震响应的影响。结果表明,高层建筑结构的地震响应对场地特征有较大敏感性,且对场地类别的敏感程度比对设计地震分组的敏感程度高。     

某超高层建筑场地地震设计反应谱研究

场地地震设计反应谱是超高层结构抗震设计的重要依据,关系着结构设计的安全性和成本。结合某超高层设计案例,分析了不同超越概率对场地地震设计反应谱和水平加速度峰值的地震危险性概率贡献分布的影响,比较了场地地震设计反应谱与天然波平均反应谱的取值,验证了场地地震设计反应谱的可靠性。结果表明,对于超高层结构的抗震设计除考虑近场地震影响外,还应考虑远场大震影响,利用本文所述方法获得的天然波反应谱可用于结构抗震设计验算并能提高结构设计安全性。