關(guān)于中美規(guī)范在地震波選擇方面的探討

關(guān)于中中美規(guī)規(guī)范在在地震波波選擇擇方面面的探探討一、關(guān)關(guān)于抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)的的基本本知識(shí)識(shí)二、地地震波波選擇擇的方方法三、中中美規(guī)規(guī)范在在地震震波選選擇上上的不不同之之處目錄一、關(guān)關(guān)于抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)的的基本本知識(shí)識(shí)抗震計(jì)計(jì)算所所采用用的三三種方方法：：(1)、底部部剪力力法（（靜力力法））我國(guó)建建筑抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范GB50011-2010(以下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》)5.1.2條規(guī)定定：高高度不不超過(guò)過(guò)40m、以剪剪切變變形為為主且且質(zhì)量量和剛剛度沿沿高度度分布布較均均勻，，以及及近似似于單單質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)體系系的結(jié)結(jié)構(gòu)，，可采采用底底部剪剪力法法等簡(jiǎn)簡(jiǎn)化方方法[1]。(2)、振型型分解解反應(yīng)應(yīng)譜法法（擬擬靜力力法））《抗規(guī)》5.1.2條規(guī)定定：除除1款外的的建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)，宜宜采用用振型型分解解反應(yīng)應(yīng)譜法法[1]。反應(yīng)譜譜：自自振周周期不不同而而阻尼尼比相相同的的一組組單自自由度度結(jié)構(gòu)構(gòu)在某某個(gè)給給定的的地震震動(dòng)作作用下下各個(gè)個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)的最最大反反應(yīng)(加速度度，速速度，，位移移)。利用單單自由由度體體系的的加速速度設(shè)設(shè)計(jì)反反應(yīng)譜譜和振振型分分解的的原理理，求求解各各階振振型對(duì)對(duì)應(yīng)的的等效效地震震作用用，然然后按按照一一定的的組合合原則則對(duì)各各階振振型的的地震震作用用效應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行組合合，從從而得得到多多自由由度體體系的的地震震作用用效應(yīng)應(yīng)。(3)、時(shí)程程分析析法（（動(dòng)力力法））（非非彈性性）由結(jié)構(gòu)構(gòu)基本本運(yùn)動(dòng)動(dòng)方程程輸入入地震震作用用加速速度記記錄進(jìn)進(jìn)行積積分(中心差差分法法、Newmark-β法)求解，，以求求得整整個(gè)時(shí)時(shí)間歷歷程的的地震震反應(yīng)應(yīng)(加速度度、速速度、、位移移)?！犊挂?guī)》5.1.2條規(guī)定定：特特別不不規(guī)則則的建建筑、、甲類類建筑筑和表表5.1.2-1所列高高度范范圍的的高層層建筑筑，應(yīng)應(yīng)采用用時(shí)程程分析析法進(jìn)進(jìn)行多多遇地地震下下的補(bǔ)補(bǔ)充計(jì)計(jì)算[1]。表5.1.2-1二、地地震波波選擇擇的方方法1、地震震波的的數(shù)量量《抗規(guī)》與《高規(guī)》相關(guān)規(guī)規(guī)定：：采用用時(shí)程程分析析法時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)按建建筑場(chǎng)場(chǎng)地類類別和和設(shè)計(jì)計(jì)地震震分組組選用用實(shí)際際強(qiáng)震震記錄錄和人人工模模擬的的加速速度時(shí)時(shí)程曲曲線，，其中中實(shí)際際強(qiáng)震震記錄錄的數(shù)數(shù)量不不應(yīng)少少于總總數(shù)的的2/3[1][2].2、地震震波反反應(yīng)譜譜及加加速度度時(shí)程程要求求《抗規(guī)》5.1.2條規(guī)定：多多組時(shí)程曲曲線的平均均地震影響響系數(shù)曲線線應(yīng)與振型型分解反應(yīng)應(yīng)譜法所采采用的地震震影響系數(shù)數(shù)曲線的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)意義上上相符，其其加速度時(shí)時(shí)程的最大大值可按表表5.1.2-2采用[1]。2.(1)“統(tǒng)計(jì)意義義上相符”《抗規(guī)》條文說(shuō)明5.1.2條寫(xiě)到：所謂“在統(tǒng)統(tǒng)計(jì)意義上上相符”指指的是多組組時(shí)程波的的平均地震震影響系數(shù)數(shù)曲線與振振型分解反反應(yīng)譜法所所用的地震震影響系數(shù)數(shù)曲線相比比，在對(duì)應(yīng)應(yīng)與結(jié)構(gòu)主主要振型的的周期點(diǎn)上上相差不大大于20%示例說(shuō)明：Tg=0.35T1=1.532.(2)“統(tǒng)計(jì)意義義上相符””--------“雙頻段控控制方法[3]”一是對(duì)地震震記錄加速速度反應(yīng)譜譜值在[0.1，Tg]平臺(tái)段的均均值進(jìn)行控控制，要求求所選地震震記錄加速速度譜在該該段的均值值與設(shè)計(jì)反反應(yīng)譜相差差不超過(guò)10%；二是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)基本周期期T1附近[T1-dtT1,T1+dtT2]段加速度反反應(yīng)譜均值值進(jìn)行控制制,要求與設(shè)計(jì)計(jì)反應(yīng)譜在在該段的均均值相差不不超過(guò)10%.示例說(shuō)明：Tg=0.35T1=1.53dtT1=0.2dtT2=0.53.加速度峰值值調(diào)幅4.選擇地震動(dòng)動(dòng)持時(shí)一般取地震震動(dòng)持續(xù)時(shí)時(shí)間為結(jié)構(gòu)構(gòu)基本周期期的5～10倍[4]．5.地震波選擇擇的其他規(guī)規(guī)定《抗規(guī)》5.1.2條規(guī)定：彈彈性時(shí)程分分析時(shí)，每每條時(shí)程曲曲線計(jì)算所所得結(jié)構(gòu)底底部剪力不不應(yīng)小于振振型分解反反應(yīng)譜法計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)的的65%，多條時(shí)程程曲線計(jì)算算所得結(jié)構(gòu)構(gòu)底部剪力力的平均值值不應(yīng)小于于振型分解解反應(yīng)譜法法計(jì)算結(jié)果果的80%[1]小結(jié)：按照照《抗規(guī)》選地震波步步驟按照地震動(dòng)動(dòng)的三要素素（幅值，，頻譜，持持時(shí)）來(lái)選選頻譜特性------《抗規(guī)》或者雙頻段段控制方法法幅值------加速度最大大值調(diào)幅持時(shí)-------結(jié)構(gòu)基本周周期的5-10倍數(shù)量-------3組或7組規(guī)定--------底部剪力滿滿足要求三、中美規(guī)規(guī)范在地震震波選擇上的不不同之處1.美國(guó)規(guī)程ASCE7-10中選擇地震震波的步驟驟當(dāng)?shù)刈畲罂伎紤]地震震級(jí)，斷層層距，震源源機(jī)制調(diào)幅規(guī)定-----調(diào)幅后多組組地震波反反應(yīng)譜的平平均值在0.2T1～1.5T1范圍內(nèi)不應(yīng)應(yīng)低于設(shè)計(jì)計(jì)反應(yīng)譜[7]數(shù)量-----3組或7組當(dāng)?shù)刈畲罂伎紤]地震(MCE)：綜合考慮慮了該地區(qū)區(qū)附近各斷斷層和潛在在震源可能能發(fā)生的不不同震級(jí)地地震的概率率，并以譜譜加速度的的形式給出出對(duì)應(yīng)于不不同超越概概率的地震震動(dòng)強(qiáng)度[5]?！胺淳C合””過(guò)程[6]2、兩種規(guī)范范的地震波波選擇方法法不同之處處(1).地震波調(diào)幅幅不同中國(guó)-----最大加速度度調(diào)幅(三向地震時(shí)時(shí)比值為1：0.85:0.65)美國(guó)-----地震波調(diào)幅幅系數(shù)(系數(shù)適用于于多個(gè)方向向)1.使得調(diào)幅后后的地震波波反應(yīng)譜在在特定的周周期范圍內(nèi)內(nèi)與設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的的均方差最最小[7]；2.使調(diào)幅后的的地震波反反應(yīng)譜在某某一特定周周期點(diǎn)Ts上與設(shè)計(jì)反反應(yīng)譜相等等[7]。(2).要實(shí)現(xiàn)的目目標(biāo)不同中國(guó)-----結(jié)構(gòu)------選取地震波波離散性小小，數(shù)量少少美國(guó)-----場(chǎng)地------選取地震波波離散性不不確定，數(shù)數(shù)量多一個(gè)能夠適適用于不同同結(jié)構(gòu)類型型和不同自自振周期結(jié)結(jié)構(gòu)的地震震動(dòng)記錄集集合，并以以此作為評(píng)評(píng)價(jià)和研究究各類建筑筑結(jié)構(gòu)抗震震性能的基基礎(chǔ)[5]。在實(shí)際工程程設(shè)計(jì)中對(duì)對(duì)所設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)或既有有結(jié)構(gòu)的抗抗震性能進(jìn)進(jìn)行校核與與檢驗(yàn)[5]。3.不同選波方方法得出的的地震波選選擇集參考文獻(xiàn)[7]趙作周等在在文獻(xiàn)[7]的研究指出出，基于《抗規(guī)》的選波方法法（選擇集集A），地震波波的平均反反應(yīng)譜在[0.1，Tg]以及[T1-dtT1,T1+dtT2]兩個(gè)周期范范圍內(nèi)與設(shè)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜譜接近，而而在其他范范圍則相差差較大;基于ASCE7-10的選波方法法（選擇集集B），地震波波的平均反反應(yīng)譜在1階自振周期期上與設(shè)計(jì)計(jì)反應(yīng)譜加加速度相差差約8%，但在1～10s范圍內(nèi)與設(shè)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜譜接近，EMS約1.5%，上述兩方方法選擇的的地震波在在1階自振周期期上譜加速速度的離散散性相差不不大。趙作周等在在文獻(xiàn)[7]的研究指出出，《抗規(guī)》中的建議方方法，將主主要研究方方向地震波波的Apg統(tǒng)一調(diào)幅至至某一規(guī)定定值(如0.4g)，與之正交交方向地震震波的Apg為主方向的的0.85倍(0.34g);根據(jù)ASCE7-10建議方法進(jìn)進(jìn)行調(diào)幅的的地震動(dòng)記記錄，各條條波的APG以及兩個(gè)水水平方向APG加速度的比比值不統(tǒng)一一，并且x向各條地震震波的APG均大于0.4g。參考文獻(xiàn)[1].GB50011——2010建筑抗震設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范［［S］．北京京:中國(guó)建筑工工業(yè)出版社社，2010．[2].GBJGJ3—2010高層建筑混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)規(guī)程程［S］．北京京:中國(guó)建筑工工業(yè)出版社社2010．[3].楊溥，賴明明．結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)程分析法法輸入地震震波的選擇擇控制指標(biāo)標(biāo)［J］．土木工工程學(xué)報(bào)，，2000，33(6):33-37[4].趙伯明，王王挺.高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)時(shí)程分分析的地震震波輸入[J].沈陽(yáng)建筑大大學(xué)學(xué)報(bào)2010(6).[5].曲哲，葉列列平，潘鵬鵬．建筑筑結(jié)構(gòu)彈塑塑性時(shí)程分分析中地震震動(dòng)記錄選選取方法的的比較研究究［J］土木木工程學(xué)報(bào)報(bào)，2011，44(7):10-21．[6].BazzurroP