基于汶川地震记录的远场长周期地震动设计反应谱研究

摘要

合理的长周期地震动输入对长周期结构的抗震设计至关重要。日本在长周期地震动输入问题的研究上取得了丰硕的成果，并在工程设计中得到了良好实践，我国地震环境和抗震设防思想不同于日本，不可照搬日本研究成果。当前国内对长周期地震动输入问题的研究远不能满足工程实践需求，对规范设计谱长周期段的设定和调整争议不断，显然，对不同的地震动类型，设计反应谱长周期段的设定应有所不同。基于上述原因，文章以汶川地震记录为基础，分别研究了常规地震动和远场长周期地震动的设计反应谱，研究的主要工作内容如下:　　①对收集到的汶川记录进行基线校正和滤波处理，并计算了每条地震记录的加速度、速度反应谱以及相关的地震动参数；　　②对所有地震记录的多个频谱参数进行了计算和统计分析，结合震中距和峰值速度，筛选出本文的远场长周期地震动；　　③为完善长周期结构的地震输入，先拟合形成与远场长周期地震动设计谱相对比的常规地震动设计反应谱，并利用遗传算法进行设计参数的标定计算；　　④对所选远场长周期地震动进行了速度设计谱拟合分析和设计参数的标定计算，借助拟谱关系，获得对应的长周期地震动加速度设计谱。　　通过以上研究，主要得到以下结论和成果：　　①加速度反应谱平均周期Tavg适合评估地震动的频谱特性，本文提出选用Tavg、震中距和速度峰值作为远场长周期地震动的界定指标；　　②拟合得到了新的常规地震动设计反应谱，并给出了不同设计条件下拟合设计谱参数取值建议；　　③利用遗传算法进行反应谱拟合能获得良好的拟合效果；　　④拟合得到了能与我国抗震设计方法接轨的长周期地震动速度设计谱，并给出了不同设计条件下拟合设计谱参数取值建议，通过拟谱关系，得到了对应的加速度设计谱。与规范相比，文章得到的远场长周期地震动拟合设计谱能更好地反映长周期地震动的反应谱特征。

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主要符号

1 绪 论

1.1引言

1.2长周期地震动灾害

1.3长周期地震动的研究现状

1.4本文研究目的和主要内容

2 地震动数据处理与计算

2.1 汶川地震记录与数据处理

2.2 反应谱计算

2.3设计谱拟合与参数标定

3 基于地震动频谱参数分析的长周期地震动筛选

3.1地震动频谱参数

3.2同台站频谱参数值的离散性

3.3各类频谱参数的相关性

3.4长周期地震动筛选

4 常规地震动设计谱拟合分析

4.1 汶川地震观测记录反应谱与规范谱对比

4.2 常规地震动设计谱拟合分析

4.3 本章小结

5 长周期地震动设计谱拟合分析

5.1长周期地震动速度设计谱拟合

5.2长周期地震动加速度设计谱

5.3本章小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 本文创新点

6.2 今后研究展望

致谢

参考文献