强震动记录选取中的目标谱研究及应用

李琳
前 言 随着强震动观测技术的发展,强震动观测数据的累积推动了结构抗震设计理论的发展。目前,在许多国家的抗震设计规范中,都将结构时程分析方法列为静力设计方法的必要补充,但对于高层建筑、大跨结构等特殊的结构形式及重要建设工程,要求强制使用结构时程分析方法。我国建筑结构抗震设计规范及相关标准中关于强震动记录选取的规定过于笼统,结构设计人员在面对大量的强震动记录数据时,缺乏明确的选取依据。本书搜集、整理了国内外现有的强震动记录数据,通过对地震参数进行统计,提出基于场地类型的改进反应谱谱值相关系数的经验公式,并将其应用于条件均值反应谱(Conditional Mean Spectrum,CMS)的建立中。同时,本书基于地震动衰减关系建立了地震参数与抗震设计参数的对应关系,将其作为选取强震动记录的筛选依据,进而明确了抗震设计规范中强震动记录选取的初选条件。另外,提出两种建立合理目标谱的方法:一种是基于地震动衰减关系的PGA目标谱的方法;另一种是基于地震参数建立EPA均值目标谱的方法。最后探讨了在地震安全性评价工作中实际强震动记录的选取及应用。 本书主要的研究内容及结论如下。 (1)通过对两万余条强震动记录进行统计分析,发现记录的加速度、速度及位移峰值和反应谱谱值的相关系数均随着场地的条件而变化,并提出基于场地类别的改进反应谱谱值相关系数的经验公式。改进后的经验公式改善了目标谱的场地特征,使其更符合场地条件的要求。 (2)针对抗震设计规范中关于强震动记录选取的相关条款,提出强震动记录选取的基本原则和具体方法,为完善相关规定提供参考依据。针对一般建设工程,依据地震动加速度峰值(PGA)衰减关系,提出同等设防PGA目标值对应的地震参数范围,建立断层距和地震设计分组的对应关系,进而确定强震动记录选取的初选条件。讨论结构地震响应和强震动记录反应谱谱值的关系,以典型框架结构为例确定匹配周期范围。…