強震地面運動和結構地震響應的-學術講稿

強震地面運動

和結構地震響應的研究1提綱：隨機地震動的統(tǒng)計特性設計譜和GPS技術在強震記錄數(shù)據(jù)處理中的應用;強震地面運動場的三維數(shù)值模擬;功率譜模型的改進;地震動非平穩(wěn)特性的影響;結論與建議.21隨機地震動的統(tǒng)計特性地震動持續(xù)時間地震動峰值特性包絡線(強度非平穩(wěn)性)頻率成分(含量)的非平穩(wěn)性3設計譜與真實反應譜的差異關于地震動強度或設防烈度，自上世紀70年代以來廣泛采用地震危險性分析方法，至于反應譜峰值的形狀一直采用Housner提出的平滑化設計譜。應該指出，這種平滑化的設計譜與真實的反應譜之間是存在一定的差異的。真實地震的反應譜是隨周期波動變化的，而且變化的幅度比較大。4設計地震應該是單純的地震動特性還是綜合了結構和地震的特性?

-----這樣的爭論來源于對設計譜的理解Housner對設計譜的解釋:設計譜工實際用的平滑化反應譜為什么可以用平滑化的譜取代實際的波動狀反應譜?結構的周期不能正確的確定對迭加在平滑化譜上的波動成分是未知的考慮到結構的阻尼,材料的強度和延性以及結構的非線性影響5設計譜和GPS技術在強震記錄數(shù)據(jù)處理中的應用1.1關于設計譜

－－擬加速度譜－－相對位移譜美國與中國的設計譜與抗震設計軟件中的處理方法678歐洲抗震設計規(guī)范中的位移反應譜TD=2sTE=6sTF=10s9隨機地震動功率譜的基本特性在給定震級和距離的條件下平滑化功率譜也具有隨機性，但是它們的離散性相對比較小，迭加在其上的波動成分隨機性更大，而且有一定的共性，所以可以說是高階隨機或超隨機特性。這兩部分貢獻可以分開來加以統(tǒng)計。隨機波動成分對方差或地震動強度是基本沒有貢獻的。10111213Typicalautocorrelationfunction14Typicalpowerspectrumdensity15161718地震動記錄統(tǒng)計特征的隨機特性1、自相關函數(shù)和互相關函數(shù)對自相關函數(shù)用曲線

來擬合192021三方向地搬震動的譜祥特性三向地梯震動的激譜特性勸的差異如何根昨據(jù)規(guī)范勺中的單云向地震催反應譜榜產生多右向地震麥動時程豎向地震父反應譜的巨場地相關慰特性地震動場覽的模擬222GP攤S技術在紫強震記陷錄數(shù)據(jù)園處理中濫的應用－－GPS技術的特降點－－強震輕觀測中存久在的問題－－GPS技術的葡應用1次/s的采樣碼率2002年美國Dena季li7.似9級地震200娘3日本Toka短chi-研Oki8請.0級地震200凈3年San資Sime虜on6趴.5級地震地面運動別永久位移眉無法確定23經過低通赴濾波以后攏的GPS位移與采濟用不同頻歌帶濾波以好后的加速壞度時程的遮比較24從加速肝度和GPS信號中分甲析得到的荒阻尼比為0.0干5的位移譜盯的比較253.強震地斷面運動橡場的三工維數(shù)值餓模擬模擬方工法：有限斷層只模型基本思褲想：發(fā)震斷裂子斷裂較小的地震斷層方位滑沖方向斷層方位相應于基本參數(shù)26懷來-延慶盆怎地波速幅結構測陽點（黑哲三角）津布置和束數(shù)值模謠擬范圍27計算區(qū)晚域內的敢?guī)r土分叉層情況2824個子震勉源在斷蟻層面上洋的分布29觀測點上惰的位移、平速度和加懂速度時程30動速度和載位移沿測桑線的轉播株過程31研究區(qū)烈域的地鉛震動強彎度（烈串度）分池布324.地震動功皇率譜模型舍的改進◆隨機模膛型存在剝的問題◆對新模參型的構站想----看作是白噪聲過程分開別經過高、低頻終濾波以后得到的看平穩(wěn)過程墨或兩個高域斯Mar柜kov過程的疊加或復合，苗因此也可塞以稱為復榨合Mark秒ov模型。33(a)用高低廢頻截斷缺方式限豎制高低匆頻成分嫩（豎線跌部分為障有限帶勾寬白譜彼）(b)用高低朽通濾波工器限制荷高低頻醬成分34復合Mar猛kov功率譜模持型:35Mar削kov功率譜粘模型與Kan牙ai-傻Taj四imi模型的并對比36包絡函數(shù)厭的幾種形皇式：平穩(wěn)化腐過程：是一個歌確定性碧的時間途函數(shù)與留一個平花穩(wěn)隨機過程的墾乘積，即市：5.地震動非嫂平穩(wěn)特性委的影響37四種模謊型模擬集的El_C郵entr暗o波包線38四種模絮型模擬攀的集集礎地震的館包線395考慮地粉震動非督平穩(wěn)特供性的CCQ春C（t）法：40CSR占SS（t）法：CQC（t）法：SRSS（t）法：4142發(fā)展基葬于隨機憑過程理歌論的抗貼震設計快方法（1）分析加護速度時程冶對結構的啞破壞作用茂，研究加譜速度時程寶作為隨機并過程的統(tǒng)叛計特征和焦參數(shù)，其坦中包括幅奪值和頻率龜特性非平獎穩(wěn)性的表描達方式等癢；（2）探索碑對加速弓度時程葬進行危潑險性分蝦析的方倡法；（3）研究結詳構在隨機屬地震地面宜運動作用慌下的動力舉反應分析合方法；（4）在統(tǒng)雹一的概否率定義賤下對結步構進行監(jiān)可靠度來分析，糕獲得真盤正意義級上的結告構可靠使度水準她。43這樣的加速度鞠時程不是一膚個確定少性的時吼間函數(shù)蔥，但是匠可以定扁義為一辱個隨機函語數(shù)，其統(tǒng)計奔特性可以案看作是確倍定性變量譽并由這些寬統(tǒng)計參數(shù)碗來產生樣軟本隨機過論程，也可汽以直接用漲一組樣本隨機臘過程來表示懲。這樣吐得到的戲具有一穩(wěn)定概率樹水準的敞加速度蔽時程可呆以作為抄重大工癢程的的芒設計地春震或輸?shù)侨氲孛姘蜻\動，緩并據(jù)此驕對結構殲地震反歌應進行懇可靠性熱分析。446.結論與建上議1、今后移需要研謀究相對插位移反腎應譜在大長周期讀段的特征，進備一步拓寬集設計反應碰譜的適用壺范圍；2、在地面衰和結構上析布置高采陶樣率的GPS接收器，研究相應頑的數(shù)據(jù)處任理方法和蜓軟件，綜辰合利用觀測數(shù)據(jù)，用分析記錄漆位移隨時臨間的動態(tài)愛和靜態(tài)變化規(guī)律；3、地震扣動的非蠟平穩(wěn)性量及其對沙結構反災應的影紋響，還有待進乓一步研究橋；454、有限差分對和其他離砍散化方法躺可以有效或地應用于地震陜動場的蝴數(shù)值模債擬，目始前的研漸究工作兆已經在這方面溪奠定了懸良好的洗基礎，描今后還由需要發(fā)滔展標準化的數(shù)怠值分析靜技術和團計算機雜軟件，樣為在城污市和區(qū)域基礎永設施建謠設和重魄大工程轉中的實售際應用夠創(chuàng)造條件；5、地震作梢用是具否有高