时程分析法中有关地震波选取的几个注意问题

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1、第(1卷第1期南方冶金学院学报DEC$(1!8E$1(&&’年/月56+78.96:;6+*<=78>8;*>*+*=6:?=*.99+7@A5BC$!(&&’时程分析法中有关地震波选取的几个注意问题胡文源!!"邹晋华"#$川铁国际经济技术合作有限公司!四川成都%#&&’(；($西南交通大学土木工程学院，四川成都%#&&’#)摘要：从输入原则、地震动幅值、频谱特性、持续时间、地面运动等几个方面，探讨了时程分析法中有关地震动输入这一容易忽视而关键的问题，使结算结果更符合实际情况$关键词：时程分析法；地震动输入；输入原则中图分类号：*+’,-文献标识码：.文章编号##&&

2、/0#((,"(&&’)&10&&(20&1$引言动态时程分析法是随着强震记录的增多和计算技术的广泛应用而发展起来的，是公认的精细积分方法$目前，我国除了对常用规则的建筑仍采用反应谱方法外，对重要、复杂、超过规定高度的建筑，其抗震计算都建议采用动态时程分析法$反应谱只能得到结构的最大响应，而时程分析得到的是结构在地震作用下的响应时程，可详细了解结构在整个地震持时内的结构响应，同时响应出地震动的三要素：振幅、频谱、持时对结构响应的影响，除了在进行时程积分时引入一些假设外，时程分析法基本没有其它限制，能处理线性、非线性问题，可以精确考虑结构、土和深基础相互作用$此外，动态

3、时程分析法为结构的抗震设计从单一强度保证转入强度、变形（延性）的双重保证，同时使结构工程师更清楚结构地震动力破坏的机理和正确提高结构抗震能力的途径，也为发展多重抗震设防的设计方法提供了分析基础，是结构地震响应分析的有力工具$但是，时程分析法实质是将地震动和结构响应视为确定性的量，只是时间的函数，而地震动是一个随机过程，结构的地震响应也是一个随机过程，一条地震动时程只是地震动随机过程的一次抽样，结构响应也是同样如此$以往大量的计算结果表明，采用不同的地震记录，得到的内力、位移等结果差别很大，与底部剪力法或振型分解反应谱法的结果也有很大出入，通常这种差别可达到数倍乃至数十

4、倍之多3#4$因而，如何选择地震波，成为使用时程分析法的关键之一$!输入原则地震动是由震源释放出来的地震波引起地表附近土层的振动，可以表示成地面质点的加速度、速度或位移的时间函数，该函数主要特点是其不规则性$结构的地震反应以及破坏与否，除和结构的动力特性、弹塑性变形性质、变形能力有关外，还和地震动的特性（幅值、频谱特性和持时）密切相关$地震动输入是进行结构地震响应分析的依据，不同的地震激励对结构的地收稿日期：(&&’0&20#’作者简介：胡文源"#,/&0)!男!工程师$<=南方冶金学院学报<--:年8月震反应影响很大!选择的原则是使输入地震波的特性和建筑场地的条件相

5、符合!主要参数有：地震烈度、地震强度参数、场地的土壤类别、卓越周期和反应谱等!选择地震波时应选其主要周期与建筑场地卓越周期接近的地震波!例如"某楼的抗震设防烈度为#度，位于$$类场地土上；鉴于本工程场地卓越周期不大，时程分析采用美国%&’()*+,地震波，其卓越周期约-!./（相当于!类场地土、#级烈度设防）!此外还要满足地震活动三要素的要求：即频谱特性0可用地震影响系数曲线表征，依据所处的建筑场地类别和设计地震分组确定1、幅值0一般按规范所列地震加速度最大值采用1和地震加速度时程曲线持续时间0一般为结构基本周期的.23-倍1，这三者均要符合规定!规范要求：选用数字化

6、地震波应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符!!地震动幅值地震动的幅值可以是地震动加速度、速度、位移三者之一的峰值4最大值和某种意义的有效值!在以静力学和拟静力学为基础的抗震设计中，地震动幅值的大小直接反映了其产生的能量和引起结构变形的大小，是衡量地震对结构物作用大小的尺度!当以地震烈度为设防标准时，往往对不同的烈度给出相应的峰值加速度和地震系数!建筑场地的多遇烈度、罕遇烈度、设防烈度与选取用典型地震波主振型的加速度峰值相对应，对同一结

7、构进行不同烈度下的时程分析，需调整加速度峰值，使选出的地震记录的最大加速度与地震烈度的统计最大加速度相等!即表#烈度与速度峰值$伽!567!#$（3）0"1$0"1设防等级8度#度9度567式中：!为相应烈度下统计的最大加速度多遇烈度:.2;.8-2#.3;-238-567（见表3）；!为调整后的地震波；$为选出的罕遇烈度<3-2<.-:.-2;.-..-2=<-0"10"1地震波；$为选出地震记录的最大加速度!设防烈度3--23<.<--2<.-;--2.--567"频谱特性历史震害表明，在同一地区的不同建筑物遭受震害程度差异很大，说明不同频谱组成