加速度反应谱规准化对场地位移时程的影响-论文.pdf

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1、第9卷第2期震灾防御技术、，01．9，NO．22014年6月TechnologyforEarthquakeDisasterPreventionJun．，2014楼梦麟，董云，2014．加速度反应谱规准化对场地位移时程的影响．震灾防御技术，9(2)：238—243加速度反应谱规准化对场地位移时程的影响’楼梦麟董云(同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要文中以某一实际工程为例，讨论工程场地地震安全性评价中加速度反应谱规准化对工程场地地震位移时程所带来的影响。数值结果表明，根据规准化加速度反应谱得出的位移时程存在很大的误差。

2、建议在工程场地地震安全性评价工作中，不宜进行加速度反应谱的标定工作。关键词：加速度反应谱标定位移时程月lJ舌随着工程建设技术水平的提高和大量先进材料的应用，工程结构的跨度不断刷新，悬索桥的最大跨度向3000m逼近。2001年建成的、当今世界最大跨度斜拉桥苏通大桥的主桥跨度为1088m；一些空问结构因功能需求，单向单跨的跨度也已突破300m。显然，对于这些大跨度结构的地震反应分析，还依赖于一致地震输入的假定已不合理(潘旦光等，2001)，应考虑地震波传播过程对大跨度结构地震反应的影响，多点激励下结构地震反应计算和模型试验研究问题也就日显突出

3、。一般来说，在进行结构多点激励地震反应计算时，不仅需要提供多点地震加速度输入，还需提供相应的多点地震位移输入。地下(或水下)隧道和地下空间结构工程在近年中发展迅速，由于地下结构地震反应机理与地面结构有很大不同，在进行地下结构地震反应分析或抗震设计时，往往需要周边场地的地震动位移场分布和地震位移时程。因此，对于这类大型地下工程结构来说，在所提供的工程场地地震动参数中，也需要同时提供地震加速度输入和地震位移输入。对于重大工程结构抗震设计，我国已制定了相应的国家标准《工程场地地震安全性评价技术规范(GB17741—2005)》(中华人民共和国国

4、家质量监督检验检疫总局等，2005)，要求必须进行工程场地的地震安全性评价工作，更为合理地确定工程结构的输入地震动参数。该规范中对确定工程场地地震动参数的工作提出了具体要求，其中核心工作之一是要比较全面地考虑重大工程场地所在区域发生强震的地震地质环境条件和场地土层对地震波传播的影响。通过工程场地地震安全性评价工作(以下简称“安评”)，最后提出的主要研究成果是工程结构设计所需的不同设防概率水平下的输入地震动时程和设计地震反应谱。在安评工作中，1基金项目国家科技支撑项目(编号：201IBAG07B01)，科技部国家重点实验室基础研究资助项目(

5、编号：SLDRCE08-A-07)[收稿日期]2013．08—22[作者简介]楼梦麟，男，生于1947年。工学博士，教授。主要研究方向：工程结构抗震防灾、土．结构动力相互作用。E-mail：lml@tongji．edu．cn242震灾防御技术9卷可描述为：1712D(co)=一--TA(co)=一A(co)09斗万式中，(为激振频率为的加速度简谐波的幅值；D(为对应的位移简谐波的幅值；T为简谐波的周期。由此可知，位移幅值与加速度幅值之间呈的线性关系，因此在位移时程中，长周期(低频)分量的权重要远远大于在加速度时程中的权重。显然，规准化反应

6、谱后的位移时程大大强化了长周期分量，使得位移时程中长周期分量起控制作用。这从图6中3条位移时程的对比中可明显看出。5结论(1)文中通过算例表明，在工程场地地震安全性评价工作中，加速度反应谱标定过程实际上是抹杀了工程场地的振动特性。基于规准反应谱生成地震加速度时程，并通过2次积分生成位移时程，将过于放大地震位移时程中的长周期(低频)分量，严重扭曲位移时程的频谱分布特性，使之与实际情况相距甚远。(2)重大工程抗震设计中对场地地震位移输入的需求正在增强，正确合理地给出工程场地的地震输入参数具有重要意l义。由于目前对于地震动中长周期分量的认识尚不

7、充分，在反应谱标定过程中采取了保守性原则，但合理性取值标准尚未形成，缺乏实践指导准则，是需要深入研究的问题。简单地采用由基于规准反应谱的加速度时程进行积分的方法，获取场地地震位移时程是不可取的，需要结合实际工程的抗震计算的需求和实践，逐步形成合理的方法。(3)重大工程的抗震分析一般采用计算机软件进行，时程反应分析更是如此。即使进行反应谱分析，对于计算机而言，标准反应谱和任意形状反应谱(包括用离散数据给出的反应谱)都是一样的，没有本质上的区别。因此，在重大工程的场地地震安全性评价中是否要保留反应谱规准化这一环节值得思考。笔者认为反应谱规准化

8、的直接结果是弱化场地特性的影响，特别是大跨度结构的多点地震反应所需地震动参数直接与场地条件相关。考虑工程场地特性正是开展工程场地地震安全性评价的基本出发点之一，关于对地震动认识的不确定性和定量