水平弹性双线性位移谱模型研究

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直接基于位移的抗震设计方法(等效线性化方法)需要合理可靠的各阻尼比弹性位移谱。各阻尼比弹性位移谱可通过阻尼比为5%的标准位移谱乘以位移谱阻尼调整系数得到。然而,目前绝大多数国家的抗震设计规范主要采用的是基于力的抗震设计方法,相应的设计谱为加速度设计谱,由加速度设计谱利用拟谱关系得到的位移反应谱不符合实际强震位移谱的统计特征,不能用于直接基于位移的抗震设计方法中。因此,对阻尼比为5%的水平弹性位移谱及其阻尼调整系数进行影响分析,找出影响位移谱及其阻尼调整系数的主要因素,提出能体现主要影响因素且便于应用的各阻尼比位移谱模型就有其深远的工程意义。为了得到简单、合理可靠且便于应用的各阻尼比位移谱模型,本文首先利用tcl脚本语言编写了ASK14预测方程和Rezaeian等提出的阻尼调整系数模型的计算程序,并利用以上程序研究了矩震级、断层距和场地类别等对阻尼比为5%的位移谱和阻尼调整系数的影响,指出矩震级是影响位移谱谱形的主要因素,并对阻尼调整系数有显著影响。然后,根据强震记录位移谱的统计特征,以保留主要影响因素忽略次要影响因素为原则,提出了各阻尼比双线性位移谱模型。该模型以两个周期点处阻尼比为5%的位移谱谱值(Sd5(T1)和Sd5max(Tmax))及其相应的阻尼调整系数(DSF(β,T1)和DSF(β,Tmax))为参数。将模型位移谱和实际强震记录位移谱进行对比,结果表明:模型位移谱能体现矩震级的影响,符合实际强震记录位移谱的统计特征,验证了模型的合理性。接下来,利用tcl脚本语言编写了概率地震危险性分析的计算程序。利用该程序对点源场地进行概率地震危险性分析,得到场地重现期为475年的一致危险性位移谱,并将本文模型用于描述这些一致危险性位移谱,结果表明:在模型平台段起始周期附近,模型位移谱略为保守;除此之外,两者拟合得很好,验证了模型的适用性。最后,指出在抗震规范中给出基岩场地的Sd5(T1)和Sd5max(Tmax)(对于本文点源场地,T1=1s,Tmax=7.5s)的区划图,对各类场地提供Sd5(T1)和Sd5max(Tmax)的场地放大系数,并给出Sd5(T1)和Sd5max(Tmax)的阻尼调整系数,可在规范中实现本文建议的各阻尼比双线性位移谱模型,从而论证了模型的可行性。
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