高层建筑结构地震反应观测台阵优化布设方法研究

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1、大连理工大学硕士学位论文地因素(地形、土质、土层等)对地震动影响。(4)结构地震反应台阵。主要研究原型结构在地震波作用下的反应特征。它既包括以观测结构地震反应为主的结构台阵，也包括同时观测结构、地基地震反应以及它们间相互作用的土．结相互作用台阵。(5)砂土液化台阵。强震动观测的独特作用在于：(1)可以提供定量数据；(2)可以测量地震破坏作用的全过程；(3)能够分别研究并测量导致建筑物破坏后果的各种因素。因此它不但为地震烈度和工程抗震措施提供定量数据和理论依据，同时又检验从抗震研究实践中总结出来的认识、理论和办法是否符合实际，

2、从而加深人们对于抗震客观规律的认识，成为不断推动地震工程研究发展的重要手段。总的来说，强震观测的主要任务是：为解决地震工程学中的根本问题，尽快获取和积累足够数量的、有意义的观测记录，以及改良记录的处理和分析方法，从提取的记录中提炼出更多有用的信息【31。强震动观测是人们认识地震动特征和结构地震反应特性的主要手段，其目的在于获取地面运动、地震波传播、结构反应、震源机制等方面的资料。地面运动特征分析、传播介质与场地条件对地震动的影响、反应谱理论、随机振动理论、结构反应时程分析等均以强震观测为基础。因此，强震观测的发展必将促进地震

3、学和地震工程学的研究。自从美国在1933年3月10日LongBeach地震中获取世界上第一个破坏性强震记录以来，强震观测工作一直为国际地震工程界所重视，在推动地震工程理论与实践的发展、促进近场地震学的形成方面起到了重大的作用。强震观测已成为当前地震学和地震工程学研究中最活跃的领域之一，也是该学科发展水平的一个重要标志【4】。近几年来，随着实时或近实时数据传输的数字强震仪的广泛应用和强震动观测台网规模与密度的显著增大，强震动观测的应用也拓宽到地震动强度(烈度)速报、地震预警、震害快速评估、地震应急反应与智能控制、结构安全诊断等

4、领域。目前，强震动观测已发展为震灾预防与地震应急的重要基础。各国地震工作者都普遍认为，如果没有强震观测及其取得的科学资料，就谈不上现在地震工程学的发展，地震工程学之所以能成为一门定量的科学，是和强震观测的成果分不开的。1．2．2国际强震观测的发展概况1932年美国研制成功了一台定名为USCGS型的强震加速度仪，并于次年将第一批4—3高层建筑结构地震反应观测台阵优化布设方法研究台USCGS仪器安装于南加州地区，1933年3月10B在加州长滩地震中取得了世界上第一个地震加速度记录。之后，强震动观测逐渐在世界范围内展开。到目前为止

5、，强震观测已有70多年的历史，强震仪器从模拟记录发展到数字记录，强震台站从单台发展到各种专用台阵(网)，强震数据处理从单一常规手段发展到多手段自动化处理，强震数据从寥寥无几发展到一个大地震可同时获得上百个强震加速度记录群，发展日新月异，前景方兴未艾。强震仪器是强震观测的首要条件，近年来，强震仪器的发展主流是以微处理器为核心的固态记录数字式强震仪。如美国Kinemetrics公司生产的K2强震仪、ETNA强震仪、北京港震公司生产的SMA．100型数字强震仪等。最近几年来，随着经济的不断发展，强地震造成的经济损失越来越严重，国内

6、外的几次强震均造成了巨大的经济损失，这使许多国家和地区的政府和研究机构迫切感到，作为减轻地震灾害的一项重要基础工作，必须进一步加强强震观测台网建设，加大对强震动观测研究的投入【51。在美国，仅加州一地布设的强震仪就超过4000台，南加州地区的Trn惦T强震台网由80个实时监测台站和100个拨号台站组成，未来三年将扩展至U670个台站；日本强震仪数量约为5000台，仅次于美国，1995年阪神大地震以后，强本在原有台网规模的基础上迅速制定和实施了在其本土基本均匀布设1000台数字强震仪的有线遥测强震台网计划(简称lo-N吼计划)

7、，投资逾4000万美元，台站平均间距25平方公里，台站密度全球最高。发展中国家伊朗强震台站数量己超过1000台，墨西哥也已利用数字强震仪建立了城市大震预警系统。目前，全球有数十个国家开展强震动观测，台网规模与密度较大的国家和地区有美国、日本、中国台湾等，观测仪器总数量已达近2万台(表1．1)。强震数据处理方法的发展关系到强震记录能否有效利用，强震记录的工程应用价值直接取决于数据处理方法。近年来，强震数据处理已从单一常规手段发展到多手段自动化处理。当今国际上，随着地震研究的不断深入和工程建设的不断发展，强震观测工作从它的目标、

8、方法一直到记录成果的开发利用都在发生一系列的变化，强震观测工作作为研究地震及地震工程的重要手段，今后仍将保持活跃的发展势头，其主要表现在以下几个方面：(1)强震仪器将向数字化方向发展：记录介质固态化、宽频带、大动态、高智能(自动判定烈度、自动触发记录、自动远程呼叫)，具有完善的远程通信能力