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民工乙的结构设计博客

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弹塑性时程分析用地震波选取的基本原则  

2011-11-17 16:26:19|  分类: 结构设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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地震动具有强烈随机性,分析表明,结构的地震反应随输入地震波的不同而差距很大,相差高达几倍甚至十几倍之多。故要保证时程分析结果的合理性,必须合理选择输入地震波。归纳起来,选择输入地震波时应当考虑以下几方面的因素:峰值、频谱特性、地震动持时以及地震波数量,其中,前三个因素称为地震动的三要素。
1、峰值调整
地震波的峰值一定程度上反映了地震波的强度,因此要求输入结构的地震波峰值应与设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当,否则应按下式对该地震波的峰值进行调整。
A′(t) = (A′max/Amax) A (t) 
其中, A′(t) 和A′max分别为地震波时程曲线与峰值, A′max取设防烈度要求的多遇或罕遇地震的地面运动峰值; A (t) 和Amax分别为原地震波时程曲线与峰值。
2、频谱特性
频谱即地面运动的频率成分及各频率的影响程度。它与地震传播距离、传播区域、传播介质及结构所在地的场地土性质有密切关系。地面运动的特性测定表明,不同性质的土层对地震波中各种频率成分的吸收和过滤的效果是不同的。一般来说,同一地震,震中距近,则振幅大,高频成分丰富;震中距远,则振幅小,低频成分丰富。因此,在震中附近或岩石等坚硬场地土中,地震波中的短周期成分较多,在震中距很远或当冲积土层很厚而土质又较软时,由于地震波中的短周期成分被吸收而导致长周期成分为主。合理的地震波选择应从两个方面着手:1) 所输入地震波的卓越周期应尽可能与拟建场地的特征周期一致。2) 所输入地震波的震中距应尽可能与拟建场地的震中距一致。
3、地震动持时
地震动持时也是结构破坏、倒塌的重要因素。结构在开始受到地震波的作用时,只引起微小的裂缝,在后续的地震波作用下,破坏加大,变形积累,导致大的破坏甚至倒塌。有的结构在主震时已经破坏但没有倒塌,但在余震时倒塌,就是因为震动时间长,破坏过程在多次地震反复作用下完成,即所谓低周疲劳破坏。总之,地震动的持续时间不同,地震能量损耗不同,结构地震反应也不同。工程实践中确定地震动持续时间的原则是:1) 地震记录最强烈部分应包含在所选持续时间内。2) 若仅对结构进行弹性最大地震反应分析,持续时间可取短些;若对结构进行弹塑性最大地震反应分析或耗能过程分析,持续时间可取长些。3) 一般可考虑取持续时间为结构基本周期的5 倍~10 倍。
4、地震波数量
输入地震波数量太少,不足以保证时程分析结果的合理性;输入地震波数量太多,则工作量较大。研究表明,在充分考虑以上三个因素的情况下,采用3 条~5 条地震波可基本保证时程分析结果的合理性。


参考资料:《时程分析用地震波选取的探讨》,白峻昶 等

转自于敏的日志

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