設計反應譜擬合方法研究及特征參數(shù)統(tǒng)計.pdf

1、地震反應譜是通過儀器記錄并經(jīng)過處理的強地面運動信息，利用強震記錄研究不同場地的反應譜，對結構抗震設計具有重要的理論意義和工程應用價值。近20年來，我國在南北地震帶所覆蓋的川滇甘陜地區(qū)建立了大量的有詳細場地資料的強震觀測臺站，獲得了豐富的有研究價值的強震記錄。本文在總結已有反應譜標定方法的基礎上，提出了一種新的反應譜標定方法。利用川滇甘陜地區(qū)大量的強震記錄，統(tǒng)計分析了設計反應譜的特征參數(shù)。本文主要研究工作和成果如下:
　　1、將差分

2、進化算法應用于反應譜的標定，提出了一種新的標定反應譜的方法。詳細介紹了Newmark三參數(shù)、雙參數(shù)、最小二乘擬合方法標定反應譜的原理，這些標定方法各有優(yōu)點但也存在不足，主要問題表現(xiàn)在擬合的精度上。本文將差分進化算法引入到反應譜的標定中，并利用其處理了川滇甘陜地區(qū)的強震記錄，對比分析了不同的反應譜標定方法對同一強震記錄的標定結果。結果表明，差分進化算法標定的反應譜更加忠實于地震反應譜，擬合精度高，計算效率快，適用于對強震數(shù)據(jù)的批量處理。本

3、文采用差分進化算法對川滇甘陜地區(qū)強震記錄的地震反應譜進行標定并獲得了每條設計反應譜的特征參數(shù)。
　　2、統(tǒng)計分析了川滇甘陜地區(qū)設計反應譜平臺值隨場地類別、震級和震中距的變化特征。結果表明，在不同場地、震中距和震級下水平向放大系數(shù)譜平臺值的分布基本符合正態(tài)分布。在相同場地類別下，無論是近場還是遠場，放大系數(shù)譜的平臺值均值都隨著震級增大而增大，而大震Ⅱ類場地平臺值卻隨著震中距的增大而減小，且放大系數(shù)譜平臺值均值絕大數(shù)在2.5以上。本文

4、也統(tǒng)計了不同場地、震級和震中距下的加速度譜平臺值，結果表明，加速度反應譜平臺值隨場地類別的提高而增大，隨震級的增大而增大，隨震中距的增大而減小。最后計算了該地區(qū)的加速度反應譜平臺值的場地影響系數(shù)。
　　3、研究了川滇甘陜地區(qū)特征周期隨場地類別、震級和震中距的變化特征。結果表明，水平向加速度反應譜特征周期均值隨震級的增大而增大，隨場地類別的增加而增大。Ⅱ類場地的特征周期隨震中距的增大而增大，遠場的特征周期比近場的大。從本文的統(tǒng)計結果

5、來看，大震遠場特征周期的統(tǒng)計結果比我國抗震設計規(guī)范規(guī)定的大震遠場特征周期值偏大。
　　4、統(tǒng)計了川滇甘陜地區(qū)豎向反應譜特征參數(shù)隨場地類別、震級和震中距的變化特征。結果表明，豎向放大系數(shù)譜平臺值基本符合正態(tài)分布。豎向反應譜平臺值隨著震級的增大而增大;震中距對豎向反應譜平臺值的影響不明顯。本文研究顯示，在相同場地類別、相同震中距和相同震級條件下，豎向反應譜平臺值均小于水平向反應譜平臺值。無論是小震還是大震，遠場還是近場，隨著場地類別的

6、提高，豎向加速度反應譜的特征周期有增大的趨勢。大震下的Ⅱ類場地豎向加速度反應譜特征周期隨震中距的增大而增大的特征明顯，同一類場地上豎向反應譜特征周期均值隨震級增大而增大。
　　5、研究了不同場地類別、震級和震中距的豎向地震動與水平向地震動的關系。隨著場地類別的提高，小震的豎向與水平向加速度峰值比增大，而大震的峰值比減小。在相同場地類別下，峰值比隨震級的增大而增大，隨著震中距的增加有先增大后減小的規(guī)律。研究結果顯示，不同周期范圍內(nèi)豎