設(shè)計(jì)反應(yīng)譜擬合方法研究及特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

1、設(shè)計(jì)反響譜擬合方法研究及特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)地震反響譜是通過儀器記錄并經(jīng)過處理的強(qiáng)地面運(yùn)動信息 , 利用強(qiáng)震記錄研 究不同場地的反響譜 , 對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。近 20 年來, 我國在南北地震帶所覆蓋的川滇甘陜地區(qū)建立了大量的有詳細(xì)場地資 料的強(qiáng)震觀測臺站 , 獲得了豐富的有研究價值的強(qiáng)震記錄。本文在總結(jié)已有反響譜標(biāo)定方法的根底上 , 提出了一種新的反響譜標(biāo)定方法。 利用川滇甘陜地區(qū)大量的強(qiáng)震記錄 , 統(tǒng)計(jì)分析了設(shè)計(jì)反響譜的特征參數(shù)。本文主要研究工作和成果如下 :1 、將差分進(jìn)化算法應(yīng)用于反響譜的標(biāo)定 , 提 出了一種新的標(biāo)定反響譜的方法。 詳細(xì)介紹了 NewmarkS參數(shù)

2、、雙參數(shù)、最小二 乘擬合方法標(biāo)定反響譜的原理 , 這些標(biāo)定方法各有優(yōu)點(diǎn)但也存在缺乏 , 主要問題 表現(xiàn)在擬合的精度上。本文將差分進(jìn)化算法引入到反響譜的標(biāo)定中 , 并利用其處理了川滇甘陜地區(qū) 的強(qiáng)震記錄 ,比照分析了不同的反響譜標(biāo)定方法對同一強(qiáng)震記錄的標(biāo)定結(jié)果。結(jié) 果說明,差分進(jìn)化算法標(biāo)定的反響譜更加忠實(shí)于地震反響譜 ,擬合精度高 ,計(jì)算效 率快, 適用于對強(qiáng)震數(shù)據(jù)的批量處理。本文采用差分進(jìn)化算法對川滇甘陜地區(qū)強(qiáng)震記錄的地震反響譜進(jìn)行標(biāo)定并 獲得了每條設(shè)計(jì)反響譜的特征參數(shù)。 2、統(tǒng)計(jì)分析了川滇甘陜地區(qū)設(shè)計(jì)反響譜平 臺值隨場地類別、震級和震中距的變化特征。結(jié)果說明, 在不同場地、震中距和震級下水平

3、向放大系數(shù)譜平臺值的分布基 本符合正態(tài)分布。 在相同場地類別下 , 無論是近場還是遠(yuǎn)場 , 放大系數(shù)譜的平臺值 均值都隨著震級增大而增大，而大震U類場地平臺值卻隨著震中距的增大而減小 且放大系數(shù)譜平臺值均值絕大數(shù)在 2.5 以上本文也統(tǒng)計(jì)了不同場地、 震級和震中距下的加速度譜平臺值 ,結(jié)果說明, 加速 度反響譜平臺值隨場地類別的提高而增大 , 隨震級的增大而增大 , 隨震中距的增 大而減小。最后計(jì)算了該地區(qū)的加速度反響譜平臺值的場地影響系數(shù)。3、研究了川滇甘陜地區(qū)特征周期隨場地類別、震級和震中距的變化特征。 結(jié)果說明 , 水平向加速度反響譜特征周期均值隨震級的增大而增大 ,隨場地類別 的增加而

4、增大。U類場地的特征周期隨震中距的增大而增大，遠(yuǎn)場的特征周期比近場的大。 從本文的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看 , 大震遠(yuǎn)場特征周期的統(tǒng)計(jì)結(jié)果比我國抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的大震遠(yuǎn)場特征周期值偏大。4、統(tǒng)計(jì)了川滇甘陜地區(qū)豎向反響譜特征參數(shù)隨場地類別、震級和震中距的 變化特征。結(jié)果說明 , 豎向放大系數(shù)譜平臺值根本符合正態(tài)分布。豎向反響譜平臺值隨著震級的增大而增大 ;震中距對豎向反響譜平臺值的影 響不明顯。 本文研究顯示 , 在相同場地類別、 相同震中距和相同震級條件下 , 豎向 反響譜平臺值均小于水平向反響譜平臺值。無論是小震還是大震 , 遠(yuǎn)場還是近場 , 隨著場地類別的提高 , 豎向加速度反響 譜的特征周期有增大

5、的趨勢。大震下的u類場地豎向加速度反響譜特征周期隨震 中距的增大而增大的特征明顯 , 同一類場地上豎向反響譜特征周期均值隨震級增 大而增大。5、研究了不同場地類別、震級和震中距的豎向地震動與水平向地震動的關(guān) 系。隨著場地類別的提高 , 小震的豎向與水平向加速度峰值比增大 , 而大震的峰值 比減小。在相同場地類別下 , 峰值比隨震級的增大而增大 , 隨著震中距的增加有先增 大后減小的規(guī)律。研究結(jié)果顯示 , 不同周期范圍內(nèi)豎向與水平向加速度反響譜比存在差異,在周期小于0.1s和周期大于1.0s的局部，I類場地和U類場地的豎向 與水平向加速度反響譜比均值絕大多數(shù)大于 0.65, 而在周期 0.1s 到 1.0s 內(nèi)豎向 與水平向加速度反響譜比均值低于 0.