浅析动力时程分析中地震波的选取.pdf

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1、浅析动力时程分析中地震波的选取杨川丁(昆明营造建筑设计有限公司，云南昆明650031)摘要：从时程分析法适用对象、地震波选取原则等两个方面，初步探讨了时程分析法中地震波选取这一容易忽视而关键的问题，对工程设计人员和科技工作者均有一定借鉴意义。关键词：时程分析法；地震波选取中图分类号：P631．47文献标识码：A文章编号：1672—40ll(2012)03—0052—02’11leSelec廿onofSei锄icWav鹤inthe．I．ime碰鼬OryAnalysisPrOced盯e弘ⅣG饥蚴诚略(尬n，试粥K，lg捌尸睁以D∞劬cD．厶正缸啪垤650031，

2、吼f舭)Ab'nmct：Tkoaspects，印pucableobjects吼dseismicwav船selectionar}ediscllssedintllispaper，w11icharethekey锄di印oblepmble硼inthetimehistoryanalysisprocedure．Itha8acertainrefbrencevaluefordesigneIsandtechnolo百sts．1【eywords：timellistory锄alysismetl埘，theseisIIlicwavesse】ectionO前言汶川地震以来，非线性分析愈

3、来愈成为地震研究的热点。由于地震作用在强度上的不确定性，一般结构物都可能在未来强震中进入破坏阶段，同时地震作用具有时间过程性，对结构的非线性性质研究不能仅局限于极限破坏的状态，而要更加重视结构在往复荷载作用下的非线性变化过程。研究结果发现：控制结构破坏的基本变量不仅与结构所能承受的最大荷载有关，而且还与结构的最大变形反应和累积损伤破坏有关，由此有些学者提出了强度一变形双重设计准则、基于最大变形一能量累积损耗的双重破坏准则等。对于工程设计人员和科研工作人员来讲，时程分析法是研究地震作用下结构非线性性质的重要结构分析方法，而地震波的选取又是时程分析的重要一环，选

4、取的优劣直接影响了计算结果的正确与否，鉴于此，本文针对时程分析中地震波的选取进行探讨。1时程分析法计算的基本对象依据现行《建筑抗震设计规范》GB50011⋯，对于“特别不规则的建筑、甲类建筑和满足以下所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算”，采用时程分析法建筑高度范围如下：采用时程分析法的房屋高度范围如下：①8度I、Ⅱ类场地和7度地区，高度大于100m的结构；②8度Ⅲ、Ⅳ类场地的地区，高度大于作者简介：杨川丁(1983一)，男，学士。80m的结构；③9度地区，高度大于60m的结构。“超过12层且刚度无突变的钢筋混凝土框架和框排架结构

5、、单层钢筋混凝土柱厂房，结构在罕遇地震作用下薄弱层(部位)弹塑性变形计算宜采用弹塑性时程分析法。”2地震波选取的基本原则分析中如何选择及选择几条地震波作为输入，一直是困扰工程界的难点。时程分析法时如果地震波的选择无视建设场地的差别而仅采用为数不多的几条典型记录，往往会导致同一结构在相同强度下的不同输入的计算结果差异很大，与底部剪力法或振型分解反应谱法的结果也有很大出入，有时相差几倍甚至十几倍之多。为保证结构时程分析结果的合理性，应合理选择输入地震波。由于各类结构的震害表现是地震波频谱特性、有效峰值和持续时间综合影响的结果，所以选择输入正确的地震波，应使地震波

6、峰值、频谱特性、地震动持时以及地震波数量符合相应的要求。实际地震波包含平动分量和转动分量，但由于转动分量记录较少等原因，对结构旋转运动的考虑较少。2．1地震波幅值地震波的幅值可以指地震动加速度、速度、位移中的任何一种的最大值或某种意义下的等代值。迄今为止，已先后提出了十几种地震动幅值的定义【2J。一般工程界侧重于接受含有最大值或有效峰值含义的定义，虽然各种有效或等效幅值具有明确的物理意义，但目前对于有效峰值的定义很不统一，主观性较强，所得的值离散性也较大，但对于工程抗震而言仍以采用最简单的最大峰值为主口J。地震波的峰值在一定程度上反应了地震波的强度，因此输入

7、结构的典型地震波主振型的峰值应与设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当，否则应该按式(1)对地震波的峰值进行调整。A(1，=笔act，(1)A(1)2芒a(1)(1)式中，A(1)分别为调整后的地震波时程曲线；A一为相应烈度下统计的地面运动峰值；afl)为选出的地震波时程曲线；a。。为选出地震记录的最大峰值。2．2频谱特性频谱即地面运动的频率成分及各频率的影响程度。它与地震传播距离、传播区域、传播介质及结构所在地的场地土性质有密切关系。一般来讲，震级越大，地震波中的长周期(低频)分量越显著；震中距越近，地震波中的高频分量越显著，振幅越大；软土地基上地震波

8、卓越周期显著，而硬土地基上的地震波则包含多种频率成分