地震动作用下结构响应与地震动强度指标的回归分析

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地震动作用下结构响应与地震动强度指标的回归分析

作者：钟顺美陈兴华王剑越

来源：《中国新技术新产品》2010年第13期

摘要:通过对地震动作用下五层框架的顶点位移和表征地震动强度的特性参数进行回归对比分析,验证特征峰值表征地震动非平稳特性的可行性。

关键词:地震动;3D反应谱;有效峰值;特征峰值

1 概述

虽然地震动的非平稳特性被越来越多的研究者所认识,但是对于地震动特性的研究均是从

地震波局部时频特性对结构非线性响应的影响入手,没有进行过回归统计。传统的反应谱缺乏

对地震动时间信息的表达,而由小波变换[1]得到的地震动局部谱(时变谱)能更准确地反应地震动的非平稳性。更为重要的是,小波变换可以将地震动能量在时间上的分布进行调整而不改变能

量在频率上的分布,对考察地震动非平稳性对结构非线性响应的影响非常有利。本文利用小波

变换的上述优势,对比分析了30条实际地震动对一榀钢筋混凝土框架非线性时程响应的影响,通过对地震波作用下的结构响应以及体现地震动特性的一些参数如3D谱、特征峰值、有效峰值等的回归分析,得到这些参数与地震动作用下结构的响应的对应关系。

2 地震波选取和框架结构的确定

我国新修订的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对时程分析法作了相关的规定。新规范进一步强调了采用时程分析法进行抗震计算的必要性。基于此在地震波库中选择了30条波用于对比分析。

在进行非线性地震反应分析之前,按照“罕遇地震”采用比整法对选用的地震记录进行调整,其峰值均为3.92m/s2,调整公式如下:

式中,a'(t)-调整后的地震加速度时程;A'max-调整后的地震加速度时程峰值(即规范规定的相应地震作用水准的加速度峰值);a(t)-原记录的地震加速度时程;Amax-原记录的地震加速度时程峰值。钢筋混凝土框架结构为一榀三跨六层,跨度为6.0m,底层高为4.5m,二至六层层高3.9m,梁上无填充墙;框架按Ⅱ类场地、设计地震分组按第一组考虑;梁、柱均采用C30混凝土,纵筋均采用HRB335级。

3 参数值计算