【摘 要】
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我国建筑结构向着巨型化、不规则化发展,并随着计算机计算能力的不断提高,使用动力时程分析方法变得越来越普遍。本文从世界各强震动数据库获取了8699组强震动记录,并对加速度时程进行了校正处理,建立了一个地面运动备选库。以我国抗震规范地震动加速度时程选取准则为研究对象,基于地震动加速度反应谱与规范设计谱相一致为原则,考虑场地地震环境条件、谱一致性控制参数、匹配误差、高阶振型等因素,提出基于三个层次的地震
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我国建筑结构向着巨型化、不规则化发展,并随着计算机计算能力的不断提高,使用动力时程分析方法变得越来越普遍。本文从世界各强震动数据库获取了8699组强震动记录,并对加速度时程进行了校正处理,建立了一个地面运动备选库。以我国抗震规范地震动加速度时程选取准则为研究对象,基于地震动加速度反应谱与规范设计谱相一致为原则,考虑场地地震环境条件、谱一致性控制参数、匹配误差、高阶振型等因素,提出基于三个层次的地震动记录选取方案。具体的研究内容如下:(1)综述了中国、美国和欧洲抗震规范对于地震动加速度时程选择的要求,分析了我国抗震规范在选择地震动加速度时程方面与国外的差异;研究了国内外学者和机构对地震动加速度时程选择方法的研究进展,将选择方法总结分为基于场地地震环境、基于目标谱、基于地震强度指标选择三类。(2)分析了中国国家强震动台网中心、美国NGA-West2、COSMOS的VDC及日本的K-NET和Ki K-net强地震动数据库的特点以及各个数据库获取记录方法,指出了我国强地震动数据库的不足之处;分析了地震动记录中的误差来源、当前的滤波技术和基线校正方法,逐一对本文所收集的强地震动记录有针对性的进行校正;基于My SQL数据库技术建立了一个地面运动备选数据库。(3)基于地震动记录的物理意义,阐述了场地地震环境条件对地震动记录选择的重要性,利用第五代地震动区划图中的烈度衰减关系和PGA衰减关系确定不同设防要求下地震动记录选取时的震级、震中距范围的选取范围;拟合了Vs30与Vs20的转化关系,研究了根据Vs30和Vs20推算覆土厚度的方法,提出根据推算的Vs20和覆盖层厚度按我国双指标确定场地类型的方法,对收集的记录进行场地类型判别;并对特征周期计算方法进行了相关性分析。(4)以我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的水平地震影响系数曲线作为地震动选取的目标谱,分析了谱一致性控制参数、匹配误差限制和匹配范围等影响记录选取的各种条件,提出一套考虑场地地震环境条件、谱型匹配、结构动力特性等因素的三层次地震动加速度时程选取流程。并建立7层和12层RC框架结构的有限元模型,对本文三层次选择方法、双频段法和PEER均方差法进行比较。(5)以7层和12层结构为例,将选取的记录输入结构进行弹塑性时程分析,得到基底剪力、顶点位移和最大层间位移角的响应值,以分析结果的平均值为基准值研究了地震动记录的选取数量问题。(6)基于MATLAB软件的GUI功能编写了一个基于中国抗震规范的地震动记录选择程序,实现了基于三个层次的地震动记录选择功能,对功能的操作步骤进行了说明并对选择结果进行了验证。
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