第5章 人造地震动.pdfVIP

第五章强震地面运动的模拟 第五章强震地面运动的模拟 5.1 必要性和主要用途 地震动两个基本特点： 不可预测性： 不可重复性： 第五章强震地面运动的模拟 5.1 必要性和主要用途 强震地面运动模拟的必要性： 1. 由于一些工程的重要性，以及缺乏这类工程的 抗震经验，需要采用真正的动力分析考虑地震 动时间过程的影响； 2. 另一方面，为探讨结构地震反应中的耗能特性 和破坏机理，单纯的地震动峰值和反应谱理论 已不能满足需要，也需要对结构物在地震动作 用下的整个过程进行真正的动力分析。 第五章强震地面运动的模拟 强震地面运动模拟的主要用途： 1. 在抗震分析中，需要根据地震环境及场地条件来确定一组地震动加速度 时程，使其反应谱符合特定的设计谱； 2. 在分析非线性滞变多自由度体系随机反应时，所采用的统计分析法 （如 蒙特卡罗法），需要大量满足一定统计特征的地震动加速度时程； 3. 在理论分析中，为研究某一参数的影响，要尽量保持其它参数不变，需 要具有相同统计特征的一组地震动时程； 4. 在进行结构模型试验时，也需要满足特定条件的地震动时程作为输入。 为满足以上种种要求，必须对每组感兴趣的条件拥有大量的记录， 而这些条件组合与震源、距离和局部场地条件等很多变量密切相关。而 满足上述条件所需要的天然地震记录远远不具备，因此，需要利用人造 地震动时程。 第五章强震地面运动的模拟 合成地震动的数据库可以为工程师在结构分析、 抗震设计等充分利用。 第五章强震地面运动的模拟 合成地震动的数据库为土木工程的安全性防御提 供了特别重要、经济的技术手段。 第五章强震地面运动的模拟 5.2 强地面运动模拟方法 5.2.1 经验方法 比例法 基本步骤： 1）首先选择一个地质、地震条件及地震动参数尽量符合各项要求的地震动记录； 2）若地震动参数不完全符合要求，则将时间坐标T与加速度坐标a分别乘以适当的系数 使他们满足要求。 如设定的地震动参数为: PGA : a0 卓越周期T0 持续时间TD0 记录的地震动参数为: PGA : a 卓越周期T 持续时间TD 则以比列系数a0 /a 和T0 /T分别调整加速度坐标和时间坐标，已完全满足最大加速度和 卓越周期的要求。 要求：持续时间TD 略大于持续时间TD0 ，使调整后可切除尾部较小的记录而不影响卓越 周期。 缺点：不能满足反应谱或频谱的要求，其它要求只能通过记录的选择来近似满足，因此， 它不能达到同一集系多次采样的要求。目前，这种方法已较少使用。 第五章强震地面运动的模拟 5.2.2 理论方法数值法 5.2.2.1 经验格林函数法 以小震记录合成大震加速度时程的方法 优点：能满足地震动峰值和频谱的要求 缺点：小震记录也难以满足一些条件的要求，如震源相似性、 距离相似性等，参数不确定性影响较大。 5.2.2.2 有限断层法 以小震记录合成大震加速度时程的方法 优点：能满足地震动峰值和频谱的要求，并能满足区域地震 活动特征 缺点：参数的不确定性影响较大。 第五章强震地面运动的模拟 n 震源相关地震动谱模型 M S ( M 0 , f ) 0 f a b [ 1 ( ) ] f 0 解决的关键问题： 1.提出的震源相关震源谱模型能体现出 随震级的不同，实际震源谱在不同周期段的变化特点； 2.提出的震源相关震源谱模型更能符合不同地区地震特点。 应用情况：香港青马大桥地震动参数研究 第五章强震地面运动的模拟 第五章强震地面运动的模拟 6.7级