抗震设计规范中地震作用的规定

论文题目: 抗震设计规范中地震作用的规定

论文类型: 博士论文

论文专业: 防灾减灾工程及防护工程

作者: 耿淑伟

导师: 陶夏新

关键词: 设计反应谱,强震记录,长周期范围,下降段形状,场地条件,竖向反应谱,功率谱

文献来源: 中国地震局工程力学研究所

发表年度: 2005

论文摘要: 抗震设计规范是抗震设计的技术性法规,以现有的科学水平和经济条件为前提、以现有的经验和资料为依据制定。每个版本的抗震设计规范中,对地震作用的规定都是重要的一章,是抗震设计验算和采取抗震构造措施的基础,也是抗震设计规范与其他设计规范最重要的本质差别。本文在系统总结回顾国内外抗震设计规范中的设计地震作用规定的发展、演变过程的基础上,以大量实际强震记录为基础,对地震作用规定的五个方面进行了系统的研究,提出了改进的建议,主要包括: 1 本文根据254 个美国西部有强震记录的台站的剪切波速度结构资料,按中国建筑抗震设计规范的场地划分标准,对这些台站进行了场地分类,得到了有明确场地类别资料的、在自由地表或建筑物(低于三层的建筑物)地下室或一层取得的713 条记录。为了研究地震动数字记录的反应谱长周期段可靠性,本文还专门选用了集集地震中获得的预存储10 秒以上的、质量较好的记录132 条;为研究了长周期反应谱的形状,另整理了质量较好的C、D、E 类场地的402 条记录。这些基础数据,与从相关研究成果(王国新,2000)直接引用的1220 条强震记录,为本文的研究工作提供了坚实的基础。 2 研究了强地震动记录在长周期段的可靠性。将强地震动观测数据分为模拟记录和数字记录两大类。对于模拟记录,其加速度反应谱在5-6 秒以内是可靠的;集集地震中获取的数字记录对比结果显示,在周期小于10.24 秒范围内,信/噪谱比均在90 倍以上,表明在周期10 秒以内,噪声对反应谱影响很小。比较通过EMD 调整基线的加速度反应谱与常规数据处理得到的反应谱,指出基线漂移对加速度反应谱的影响可忽略不计。 3 在讨论地震动加速度反应谱幅值随周期下降的机理和主要特征的基础上,针对模拟记录和数字记录的质量差别,分别研究了6 秒以内和更长周期段反应谱下降的形状,指出GB50011-2001 规定的方案过于保守;通过对比数字记录和模拟记录长周期段的特征,论证了模拟记录的统计特征向10

论文目录:

摘要

ABSTRACT

目录

第一章 绪言

1.1 抗震设计规范中地震作用的规定

1.2 我国抗震规范中设计反应谱规定的演变

1.3 其它国家和地区抗震设计规范中反应谱规定的特点

1.4 本文研究设计反应谱规定中的四个主要问题

1.4.1 设计反应谱的周期范围

1.4.2 设计加速度反应谱的最大值是否应随场地条件调整

1.4.3 设计反应谱下降段的形状

1.4.4 竖向设计反应谱的规定

1.5 本文对功率谱的研究

1.6 本文的主要研究方法

1.7 本文选题的背景、主要研究内容和章节安排

第二章 本文研究的数据基础

2.1 强地震动数据的积累

2.2 本文研究基础数据的选取

2.3 本文研究基础数据的整理和补充

2.4 本文专门研究数字强地震动记录特征的基础数据

2.5 小结

第三章 设计反应谱的周期范围

3.1 引言

3.2 两类强地震动记录的有效频段

3.2.1 模拟记录的数据处理和有效频率范围

3.2.2 数字记录的数据处理和有效频率范围

3.3 用集集地震的数字记录验证长周期反应谱的可靠频段

3.3.1 噪声与信号的付氏谱之比

3.3.2 基线漂移较大的数字地震动记录的有效频段

3.4 小结

第四章 设计反应谱下降段的形状

4.1 地震动加速度反应谱幅值随周期下降的机理和主要特征

4.2 周期在6 秒以内的设计反应谱幅值下降

4.3 设计反应谱幅值在更长周期段的下降

4.4 小结

第五章 设计反应谱最大值随场地条件调整

5.1 研究场地条件对设计反应谱最大值影响的必要性

5.2 场地条件对设计反应谱最大值影响研究的难点和要点

5.3 实际地震动观测数据统计规律表明的反应谱最大值随场地条件变化

5.4 对我国抗震设计规范中场地系数的建议

5.4.1 统计结果和建议的场地系数值

5.4.2 对本文建议的场地系数方案的比较、论证

5.5 小结

第六章 竖向设计反应谱的规定

6.1 根据水平向设计反应谱规定竖向反应谱的思路

6.2 用实际观测数据验证竖向/水平反应谱比的特征

6.3 抗震设计规范中竖向设计反应谱规定的建议

6.3.1 基础数据

6.3.2 竖向/水平向反应谱比(V/H)的总体特征和变化特点

6.3.3 抗震设计规范中V/H谱比规定的建议

6.4 地震动竖向/水平谱比特征的讨论

6.5 小结

第七章 抗震设计规范中的对功率谱规定的建议

7.1 功率谱密度函数的形式

7.2 强地震动记录的PSDF

7.3 用基岩地表强地震动数据拟合PSDF 参数的衰减关系

7.3.1 时程包络函数f(t)的参数

7.3.2 标准化的功率谱密度函数S_x(ω)的参数

7.3.3 衰减关系的形式和拟合方法

7.3.4 S_0和ω_g的衰减关系

7.3.5 PSDF 参数衰减关系的验证

7.4 小结

第八章 结语

8.1 本文取得的主要进展

8.2 有待今后继续深入研究的三个问题

参考文献

附录1

致谢

作者简介

攻读博士学位期间参加的课题和项目

攻读博士期间发表的论文

发布时间: 2006-03-01

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