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结构抗震设计时程分地震波的选择
(1)设计用地震记录的选择和调整
用规范的确定性方法和地震危险性分析方法所确定的设计地震动参数,是选择天然地震加速度记录的依据。
(一)实际地震记录的选择方法
选择地震记录应考虑地震动三要素,即强度(峰值)、频谱和持续时间。对某一建筑的抗震设计,最好是选用该建筑所在场地曾经记录
到的地震加速度时间过程。但是,这种机会极少。为此,人们只能从现有的录中去选择,尽可能挑选那些在震级、震中距和场地条件等方面都比较接近设计地震动参数的记录。他的文章给出了相应的地震数据的记录目录。
(二)实际地震记录的调整
。将地震记录的加速度值按适当的比例放大或缩小,使其峰值加速度等于事先所确定的设计地震加速度峰值。即令
其中a(为记录的加速度值为调整后的加速度值;A众为设计地震加速度峰值;。为记录的加速度峰值。这种调整只是针对原记录的强度进行的,基本上保留了实际地震记录的特征。也就是所说的(强度修正。将地震波的加速度峰值及所有的离散点都按比例放大或缩小以满足场地的烈度要求)
,原则上所选择的实际地震记录的富氏谱或功率谱的卓越周期乃至形状,应尽量与场地土相应的谱的特性一致。如果不一致,可以调整实际地震记录的时间步长,即
将记录的时间轴“拉长”或“缩短”,以改变其卓越周期而加速度值不变也可以用数字滤波的方法滤去某些频率成分,改变谱的形状。另外,为了在计算中得到结构的最大反应,也可以根据建筑结构基本自振周期,调整实际地震记录的卓越周期,使二者接近。这种调整的结果,改变了实际地震记录的频率结构,从物理意义上分析是不合理的。
另外,在测定场地土和建筑结构的卓越周期时,运用不同的测试仪器和测试技术,往往得到不同的结果。即使是对同一个测试结果,在频谱上确定卓越周期时,不同的分析方法也会导致不同的结果。有的选取谱的第一个峰值所对应的周期作为卓越周期,有的选最大峰值时的,也有的取某一段周期等,很不一致。对如何确定地震加速度记录的卓越周期,也是各行其是,有的利用加速度反应谱,有的用伪速度谱,有的用富氏谱,结果当然是不一样的。上述各种作法在工程中引起了一些混乱。
王亚勇认为,用脉动测试方法测定场地土和结构的卓越周期及自振周期时,应采用速度摆型或加速度摆型的地震仪测定地运动和结构振动,然后计算其富氏谱或功率谱,以谱的最大峰值所对应的周期作为卓越周期和自振周期比较合适。反应而相应地根据记录的位移谱或速度谱。
这也就是所谓的滤波修正。可按要求设计滤波器,对地震波进行时域或频域的滤波修正。这样修正的地震资料不仅卓越周期满足要求,功率谱的形状和面积也可控制。卓越周期修正。将地震波的离散步长按人为比例改变,
使波形的主要周期和场地卓越周期一致,然而,在改变离散步长的同时也将改变地震波的频谱特性,在弹塑性反应中有时会产生不安全的后果。因此,修正的幅度不宜过大,在结构构件进人塑性的程度较大时最好不用此种办法。 3持时调整。如在前面所述,地震动持时对结构反应的影响,主要发生在反应的非线性阶段。因此,所选择的地震波持时,应能保证结构的振动进人稳态阶段。持时的确定和结构的类型和设计要求有关,如果仅对结构进行弹性分析或弹塑性最大反应分析,持时可以稍短;如果是计