基于VH的竖向地震动加速度反应谱研究.pdf

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1、第28卷第4期土木工程与管理学报Vo1．28No．42011年12月JournalofCivilEngineeringandManagementDec．20l1基于V／H的竖向地震动加速度反应谱研究高杰，闫帅平，陈振，田琪凌，冯程程(1．中建钢构有限公司，广东深圳518040；2．济源职业技术学校，河南济源454650；3．中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司，河南郑州450007；4．中南建筑设计院股份有限公司，湖北武汉430071；5．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074)摘要：我国GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定竖向地震影响系数的峰值取相应水平向的0．

2、65倍。本文收集美国中西部地区三分量强震数据记录292组共584条，研究了竖向地震动加速度反应谱V与水平向地震动加速度反应谱H的谱比值，以及谱比值随自振周期的变化规律。主要考察了震级、震中距、场地类别和阻尼因素对谱比V／H的影响，研究震级、震中距、场地类别和阻尼因素下的平均谱比曲线形状，并与抗震规范规定的0．65进行比较，提出修改建议，建议谱比值取考虑各因素影响的建议式，研究过程中，验证了所收集强震记录的可用性及研究成果的可信性。关键词：抗震设计；竖向反应谱；谱比V／H中图分类号：TU435文献标识码：A文章编号：2095-0985(2011)04-0048-04工程抗震设计中，认为水平向

3、与竖向加速度筑等在地震作用下的竖向抗震能力及破坏的可预反应谱二者的谱型基本一致。各国规范基本采用测性J。水平加速度反应谱乘以固定系数的方式，获得竖向加速度反应谱。我国GB50011—2010《建筑抗1建立强震记录数据库震设计规范》(以下简称10抗震规范)规定，竖向地震影响系数的峰值取为水平向的65％_1j，两者地震动加速度反应谱的因素众多，震级、震中谱型一致。但近年一些研究认为这种规定过于粗距和场地条件是影响反应谱的主要因素，其中震糙J。本文收集了强震观测台站的地层钻孔资级主要影响反应谱的幅值，而场地条件则主要影料，按照我国10抗震规范进行场地分类，旨在获响反应谱的谱型。本文建立的数据库来

4、自于美国得满足我国10抗震规范要求的竖向地震动加速历次地震，在着重考虑上述三类指标的基础上，强度反应谱与水平向地震动加速度反应谱的谱比震数据库共收集三分量数据记录292组共584条强V／H，以期提高大跨、长悬臂、高耸结构和高层建震数据记录。在各影响因素组合上的分布见表1。表1三分量强震记录数据分布注：括号内的为水平向的记录。收稿日期：2011-06-24修回日期：2011-10-2l作者简介：高杰(1984．)，男，江苏人，硕士，研究方向为工程抗震与地震动(Email：312136170@qq．corn)通讯作者：冯程程(1986一)，女，湖北人，硕士研究生，研究方向为工程抗震与地震动(E

5、mail：371824405@qq．COI'r1)第4期高杰等：基于V／H的竖向地震动加速度反应谱研究·49·由表1可见，震级分布于4≤Mw<5．5、5．5≤w<6．5、6．5≤Mw，分别占有总数据库比为31．20％、33．60％、35．30％。就场地而言，I、Ⅱ、Ⅲ三类场地上的记录数在总数据库中占有比分别为32．2％、35．3％、32．5％。就震中距而言，0

6、近，竖向地出，数据记录覆盖了三类场地的所有(Mw，R)组震动越显著。随着震中距的增大，谱比峰值逐渐合，总体分布均匀，数据库可屏蔽单一场地上强震减小，因此震源附近的短周期结构物应充分估计记录对分析结果的影响，能够代表同一或相近地其竖向地震作用。震环境上地震动的普遍特性，具有较高的可用性。2．3场地对V／H的影响研究表明，场地类别是影响平均谱比v／H的2竖向反应谱的V／H研究重要因素。本文以场地类别为依据，将同一场地上的所有记录谱比平均，获得单一场地因素的平竖向地震动加速度反应谱的研究主要着眼于均谱比(V／H)曲线，见图3。竖向地震动与水平向地震动的关系，即V／H谱比研究。考虑水平向加速度反应

7、谱研究的相对成熟，各国抗震规范对于竖向加速度反应谱的思路主要是采用水平向反应谱乘固定系数。基于此，本章沿用该研究思路，以竖向地震动加速度反应谱与水平向二者问的关系人手，进行竖向加速度反应谱与水平加速度反应谱比值V／H的研究，主f，s(a1各场地L平均谱比要考察场地、震级以及震中距、阻尼等因素对谱比的影响。2．1震级对V／H的影响按震级分组，将同一分组上的所有记录谱比平均，获得仅考虑震级因素的平均谱比(V／H)曲线，5％阻