结构抗震设计时程分地震波的选择
桥梁动力时程分析中地震波的选用
有效值 。地面运 动强烈 程度最直观的描述 参数是 速度 峰值 Ｐ Ｖ Ｇ、 加速度峰值 Ｐ Ａ和位移峰值 Ｐ Ｄ， 国 ＪＧ ＴＢ ２０ —０ ８公路 Ｇ Ｇ 我 Ｔ ／ ０ — １２０
桥梁抗震设计细则采用峰值加 速度 Ｐ Ａ， 于本 桥 ， Ｅ Ｇ 对 在 ２地震 作 用下 ， 时程分析所用地震加速度时程 曲线 的最大值 ：
值速度 的定义 ， 阻尼 比为 ５ 将 ％的加 速度 反应 谱 在周 期 ０ １ｓ ． ～
０５Ｓ 间平均为一常数 Ｓ ， ． 之 。速度反应谱在 １ｓ 周期附近平均为一
否 否
先计算 Ｅ Ａ，Ｐ Ｐ ＥＶ
据 此计 算
￣
并比较
－ － －
￣
ｎ
．
二
一——＝ 二—！ ｌ —］夏二 — 一 持时 判断
— —
厂 甬薛福
与设计反应谱 分析结果比较 是
地震基本烈度 为 ８度 ， 震动峰值 加速 度为 ０ ２ ｇ 场地土类别 为 地 ．０ ， Ⅲ类 。根据《 公路桥梁抗震设计细则》 ３ １ ， 的 ． 条 本桥抗震设防类别
ＰＧ ＝Ｃ Ｃ Ｃｄ Ａ ｉ Ａ＝ １ ３×１ ２×１ ０×０ ２×９． ． ． ． ． ８：３ ０ ７ ６ ｍ／ ．５ ｓ。
谈时程分析中地震波的选取
第43卷第14期山西建筑Vol.43No.142 0 1 7 年 5 月SHANXI ARCHITECTURE May.2017 • 41 •文章编号：1009-6825 (2017)14-0041-03谈时程分析中地震波的选取赵婷婷谭军金春峰(中电投工程研究检测评定中心，北京100142)摘要:介绍了地震动的主要特性及结构抗震设计中需考虑的要素，并分析了人工合成地震波的原因及方法，归纳了时程分析中 几种地震波的选用原则，给出了时程分析中地震波选取的最优方案。
关键词：时程分析,地震波，地震动,反应谱中图分类号:T U311.3 文献标识码:A〇引言地震是一种严重的自然灾害，抗震设防是有效减轻震害的 途径，而抗震设防的首要任务就是地震动的输人。
影响地震的因素有断层位置、震中距、波传递途径的地质条件、板块运 动形式、场地土构造和场地类别等。
在不同的地震作用下，不 同场地得到的地震记录具有较大的区别，即使在同一次地震作用下，同一场地得到的地震记录也不尽相同。
因此，对未来 的地面运动进行准确地预见是很难实现的。
在进行结构时程分析时，对同一结构输人不同的地震波,所得到的计算结果相差甚远。
因此，选择合理的地震波是保证时程分析中计算结果可靠的必要条件。
1地震动的主要特性国内外学者的大量研究表明，虽然对未来地震动进行准确的 定量是难以实现的，但只要所选用的地震波的主要参数能够大体 上符合地震动的主要参数，所得到的时程分析结果可以较为真实 地反映出结构在真实地震作用下的地震反应，计算得到的位移及 内力能够满足工程设计对其精度的要求。
地震动有三要素，分别为地震动的幅值、频谱特性和持续时间。
1.1 地震动幅值地震动幅值可以是地震动加速度、速度或位移中三者之一的 峰值或某种意义下的等代值[1]，是对地震动强度最为直观的描 述。
加速度峰值(P G A)为加速度时程的最大值，通常为地震动高 频成分的幅值，大量研究表明：由于高频地震波只存在于震源附 近，在传播过程中衰减较快，且与建筑物自振频率相差较大，对建 筑物的影响较小。
建筑结构时程分析法中天然地震波的选择
０ 引 言
作 为高层 建筑 和重 要结 构抗震 设计 的一种 补 充 计算 ， 用 时程 分 析法 的主要 目的在 于 检 采
验规 范反应谱 法 的计算 结果 、 补反应谱 法 的不 足 和进行 反 应 谱法 无法 做到 的结 构 非 弹性 地 弥
震 反应 分析 。而且 ， 用 时程 分 析法还具 有许 多优 点 ， 采 其最 主要 的是 它 的计 算结 果能更 真实 地
足现 行抗 震设 计有关 规范 （ ５ ０ １ ２ ｉ ） ＧＢ ０ １ － ０ ０ 或地震 安全性 评价 中经 土层 反应 分 析得 到相 应结 果 的相关 要求 。
１ １ 选 择地 震记 录时应 充分 考虑 建筑物 所在地 的场 地特性 ．
地震 波有 自己的特性 ， 而结 构也 有 自身动 力 特性 ， 且 位 于特 定 场地 土 上 。 比如 ， 软 土 并 将 场 地波 作用到 刚性 场地 上 ， 之结 构具有 共振效 应 ， 加 刚性结 构在 高频 分量为 主 的地 震波 激励下 可能获 得较 强烈 响应 ， 性结 构在 低频分 量 为 主 的地震 波 激励 下 可 能获 得 强烈 响应 。在选 择 柔 地震 波 时 ， 需要 了解其 在 何 种 场地 上 获得 ， 谱 特性 如 何 ， 频 在结 构 所在 场 地 可否 重 现 （ 林建 生
地 震 地 磁 观 测 与 研 究
第 ３ ２卷 第 ４期
２１ ０ １年 ８月
ＳＥＩ ＳＭ ０ Ｌ０ ＧＩ ＣＡ Ｌ ＮＤ Ａ ＧＥ０ Ｍ ＡＧ ＮＥＴＩ Ｃ ０ＢＳ ＲＶＡＴＩ Ｅ ＯＮ ＡＮＤ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ
Ｖ０１ ２ ＮＯ ．３ ．４ Ａ ｕｇ ． ２ １ ０１
ｄ ｉ１ ． ９ ９ Ｊ ｉ ｎ １ ０ —２ ６ ２ １ ． ４ ０ ５ ｏ：０ ３ ６ ／ ． ｓ． ０ ３３ ４ ． ０ １ ０ ． ０ ｓ
建筑结构抗震设计试卷及答案
建筑结构抗震设计试卷（A）一、填空题（每小题1分，共20分）1、天然地震主要有（）与（）。
2、地震波传播速度以（）最快，（）次之，（）最慢。
3、地震动的三要素：（）；（）；（）。
4、多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：（）（）（）。
5、结构的三个动力特性是：（）（）（）。
6、地震动的特性的三要素：（）（）（）。
7、框架按破坏机制可分为：（）（）。
8、柱轴压比的定义公式为：（）。
二、判断题（每小题2分，共20分）1、非结构构件的存在，不会影响主体结构的动力特性。
（）2、场地类比是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度综合确定。
（）3、一般工程结构均为欠阻尼状态。
（）4、地震动振幅越大，地震反应谱值越大。
（）5、当结构周期较长时，结构的高阶振型地震作用影响不能忽略。
（）6、多遇地震下的强度验算，以防止结构倒塌。
（）7、砌体房屋震害，刚性屋盖是上层破坏轻，下层破坏重。
（）8、柱的轴力越大，柱的延性越差。
（）9、抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和暗梁。
（）10、排架结构按底部剪力法计算，单质点体系取全部重力荷载代表值。
（）三、简答题（每小题8分，共40分）1、影响土层液化的主要因素是什么？2、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？3、什么是时程分析？时程分析怎么选用地震波？4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么？5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则？如何满足这些原则？四、计算题（20分）已知框架如图所示，抗震设防烈度为8度，Ⅰ类场地条件，地震分组为第一组m1=60t，m2=50t，T1=0.358s，T2=0.156s，振型为：X11=0.448，X12=1.000，X21=1.710，X22=-1.000,试用振型分解反应谱法和底部剪力法分别计算结构在多遇地震作用下的层间剪力，并作误差对比。
（0.16，0.25s，不考虑鞭梢效应）建筑结构抗震设计试卷（A）标准答案一、填空题（每空1分，共20分）1、构造地震、火山地震2、纵波、横波、面波3、峰值、频谱、持时4、覆盖土层厚度、剪切波速、阻尼比5、自振周期、振型、岩土阻抗比6、振幅、频率、持时7、梁铰机制、柱铰机制8、n=N/(f c A c)二、判断题（每小题2分，共20分）1、×2、√3、√4、√5、√6、×7、√8、√9、× 10、√三、简答题（每小题8分，共40分）1、答案：影响土层液化的主要因素有：地质年代，土层中土的粘性颗粒含量，上方覆盖的非液化土层的厚度，地下水位深度，土的密实度，地震震级和烈度。
时程分析中地震波选取浅析
时程分析中地震波选取浅析通过介绍时程分析法中输入地震波的选择原则、地震动幅值和频率特性等一系列问题，使初学者对输入地震波的选择有初步认识和了解，为以后更深层次的研究打下基础。
标签：时程分析法；地震波选择1、引言随着社会、经济和科技的不断发展以及人口数量的迅速膨胀，高层、超高层以及复杂形状的建筑的数量定会快速增长。
抗震设计规范规定，对于此类重要、复杂并超过规定高度的建筑，其抗震设计中的地震作用计算都要通过时程分析法进行补充验证。
而在时程分析法的计算过程中最重要，最影响地震作用计算结果的莫过于地震波的选取。
所以，本文将从地震波选取原则、地震动幅值、频谱特性、持续时间、地震波数量、地震波转动分量等多个方面对地震波的选取进行浅析。
2、地震波的选取原则时程分析中的地震波如何选取的问题，一直是时程分析法中的一个难点。
在选择地震波输入时，要满足两点要求：1）首先要使选择输入的地震波的某些参数和建筑物所在地的条件相一致。
参数主要包括：场地的土壤类别、地震烈度、地震强度参数、卓越周期和反应谱等。
2）其次还要满足地震活动三要素的要求。
即频谱特性、地震加速度时程曲线持续时间和幅值，选取的地震波中的这三者，要满足相关规定。
相关规定要求：选用数字化的地震波应按照建筑场地类别和设计地震分组进行选取，选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱分析法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
在统计意义上相符是指：其平均地震影响曲线与振型分解反应谱法所用到的地震影响系数曲线相比，在各个周期点上相差不大于20%。
弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于阵型分解反应谱法计算结果的65%。
多条时程曲线计算结果的结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱计算结果的80%[1]。
3、地震动幅值地震动幅值有两种意义，即可以指地震加速度、位移和速度中的任何一种的最大值，又可以指在某种意义下的等代值。
建筑结构抗震设计课后习题答案
《建筑结构抗震设计》课后习题解答第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。
2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。
1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。
一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3.怎样理解小震、中震与大震？小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。
4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
他们是一个不可割裂的整体。
[整理版]正确选取地震波
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[整理版]正确选取地震波地震波的选取方法 (MIDAS(2009-05-16 22:51:32)转载?标签: 分类: 结构专业杂谈建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。
频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。
这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。
特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。
加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。
地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。
持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。
持时Td的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值,a(t),,k*g的时间总和，k常取为0.05;另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*amax之间的时段长度，k ,0.5。
不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构一般取0.3基本周期的5,10倍。
说明:有效峰值加速度 EPA,Sa/2.5 (1)有效峰值速度 EPV,Sv/2.5 (2)特征周期Tg = 2π*EPV/EPA (3)1978年美国ATC,3规范中将阻尼比为5,的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。
上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。
MDAS-地震波选取方法
地震波的选取方法建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。
频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。
这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。
特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。
加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。
地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。
持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。
持时T d的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值｜a(t)｜＞k*g的时间总和，k常取为0.05；另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*a max之间的时段长度，k一般取0.3～0.5。
不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构基本周期的5～10倍。
说明:有效峰值加速度 EPA＝Sa/2.5 （1）有效峰值速度 EPV＝Sv/2.5（2）特征周期Tg = 2π*EPV/EPA （3）1978年美国ATC－3规范中将阻尼比为5％的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。
上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。
具体做法是：在对数坐标系中同时做出绝对加速度反应谱和拟速度反应谱，找出加速度反应谱平台段的起始周期T0和结束周期T1，然后在拟速度反应谱上选定平台段，其起始周期为T1(即加速度反应谱平台段的结束周期T1)，结束周期为T2，将加速度反应谱在T0至T1之间的谱值求平均得Sa，拟速度反应谱在T1至T2之间的谱值求平均得Sv，加速度反应谱和拟速度反应谱在平台段的放大系数采用2.5，按公式(1)、（2）、（3）求得EPA、EPV、Tg。
结构抗震设计中地震动参数选取的几个基本问题
第２３卷第１期２０２１年３月防灾科技学院学报Ｊ．ｏｆＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎＶｏｌ．２３，Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０２１结构抗震设计中地震动参数选取的几个基本问题郭 迅，何 福，周 洋（防灾科技学院 中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室，河北三河 ０６５２０１）摘 要：以“小震”名义对设防烈度的折减与老规范用“结构系数”如何确定地震作用是抗震设计的重要环节。
自１９８９版抗震设计规范引入分级超越概率后，同一设防烈度对应多值描述，给正确理解和应用带来困难。
梳理了地震作用取值的发展沿革，展示了规范更新并未打破地震作用取值的连贯性，折减效果相当。
作为案例应用，指出地震模拟实验中振动台对容纳其厂房的地震作用幅值上限是明确的，不存在超越概率问题。
结合对实际震害的思考，指出抗震概念设计远比计算分析重要。
关键词：抗震设计；地震动参数；设防烈度；超越概率；结构系数中图分类号：Ｐ４２６ ６１６文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－８０４７（２０２１）０１－０００１－０５收稿日期：２０２０－１２－０９基金项目：国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＣ１５０４３０２－３、２０１６ＹＦＥ０２０５１００、２０１７ＹＦＣ１５００６０６）；中央高校基本科研业务费专项（ＺＹ２０１６０１０７）作者简介：郭迅（１９６７—），男，博士，教授，从事结构抗震及结构振动控制相关研究．０ 引言 我国现行建筑抗震设计规范确定的基本原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”［１］，具体操作时作为基本设防烈度的中震一般不直接表现出来；并且同一烈度对应多个表征地震动强度的加速度值或系数，这样的做法给工程师带来理解上的困难，实践中不便操作。
实际上，地震动参数的内涵非常丰富，包括设防烈度、超越概率、地震动持时、频谱特性、断层影响等，结构设计时不同的验算内容对应不同的选择。
１９８９年之前，我国几个版本的抗震设计规范均采用确定性理论，只要场地的设防烈度确定，地震作用就随之确定，结构抗震性能的好坏用结构系数来体现。
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨摘要：本文根据珠海市某超限高层弹性动力时程分析结果，探讨了选波方法。
研究表明，采用小样本容量的地震波输入时，天然波输入数量的增加可以降低地震波的总体离散性，按规范推荐的比例输入三向地震波加速度是合理的。
关键词：结构设计；弹性动力时程分析；地震波Abstract: in this paper, according to the Zhuhai city high-rise overrun elastic dynamic time-history analysis results, discusses the selection of wave method. Studies show that, using the small sample size of earthquake input, natural wave input quantity increase can reduce the overall dispersion of seismic wave, according to the standard recommended proportional input three to seismic wave acceleration is reasonable.Key words: structural design; elastic time-history dynamic analysis; seismic wave近年来，随着我国社会经济的发展，各类高层建筑在全国各地日益增多。
它们新颖别致、多样化、复杂化和独特个性等特点给城市带来崭新面貌的同时也给高层建筑结构设计者带来了严峻的挑战。
《建筑抗震设计规范》[1]第5.1.2条和《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]第4.3.4条规定了高层建筑应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充验算的范围。
本文对珠海市某超限高层建筑进行弹性动力时程分析，探讨地震波的选取方法。
地震波的选取方法
地震波的选取方法2010-10-20 22:32:00| 分类：默认分类|举报|字号订阅建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。
频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。
这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。
特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。
加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。
地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。
持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。
持时Td的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值｜a(t)｜＞k*g的时间总和，k常取为0.05；另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*amax之间的时段长度，k一般取0.3～0.5。
不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构基本周期的5～10倍。
说明:有效峰值加速度EPA＝Sa/2.5 （1）有效峰值速度EPV＝Sv/2.5 （2）特征周期Tg = 2π*EPV/EPA （3）1978年美国ATC－3规范中将阻尼比为5％的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。
上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。
桥梁抗震设计中地震波的合理选取
Ｔ 一 ２ ｎ
Ｕ
０ ５ ０ ７ ９９ ． １ ． ２
０ ６ ． １ ０ ７ ． １
５ ９ ５ ７ ． ７
６ ５ ０ ８ ． ７ ５ ７ ５ ６ ． ９
１ ５１ ．
１ ６ ． １ １ ７ ． １
间 的拟速度 反应 谱值 ， 表 ｌ 见 。
表 １ 绝 对 加 速 度 反 应 谱 及 拟 速 度 反 应 谱 值
地震 动 反应谱 特征 值 周 期 Ｔ 应 根 据 场 地 类 ｜
别 和地震 动参 数 区划表按 抗震 规 范取 值 。实 取地 震 动反应 谱 特 征 值 周 期 ， 即场 地 固有 周 期
总 第 ２ ７期 ４ ２ １ 第 ４期 ０ １年
交
通
科
技
Ｔｒ ｎ ｐ ｒａｉｎＳ ｉｎ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｃｅ ｃ ｏ ｃ ｎ ｌｇ
Ｓｅ ｉｌＮｏ． ７ ｒａ ２４ Ｎｏ． ４ Ａ ｕｇ ０１ ．２ １
桥 梁 抗 震 设 计 中地 震 波 的合 理选 取
值 ， 据《 震 规 范》 本 桥 实 际场 地 条 件， 根 抗 和 取 Ｃ 一 １ ７ Ｃ 一１ ０ Ｃ 一 １ １ ， ｆ ．， ． ， ． ８ Ａ一０ １ ， 人 上 ． ５ｇ 代
式 计算 得 Ｐ Ａ＝２ ９ ９ｍ／ Ｇ ．４ ｓ。 利 用 ｍｉａ 程 序 的地震 波数 据 生成 器功 能 计 ｄｓ
程抗 震设 计规 范 》６（ ［ 以下 简 称 《 震 规 范 》 的 区 ］ 抗 ）
图 ３ 实 录 地 震 波 １ ４ Ｅ１Ｃｅ ｔｏ Ｓｔ ， ９ ０， ｎ ｒ ｉ ｅ
２ ０Ｄ ｇ的 拟 速 度 反 应 谱 ７ ｅ
《建筑结构抗震设计》题库
建筑结构抗震设计试卷一、填空题（每小题1分，共20分）1、天然地震主要有（）与（）.2、地震波传播速度以（）最快，（)次之,( ）最慢。
3、地震动的三要素：（)；（)；（).4、多层土的地震效应主要取决于三个基本因素:（)（）（)。
5、结构的三个动力特性是:（)( ）（）。
6、4。
求结构基本周期的近似方法有（）（）（）.7、框架按破坏机制可分为:（）( ）。
8、柱轴压比的定义公式为:（)。
二、判断题（每小题2分，共20分)1、非结构构件的存在，不会影响主体结构的动力特性。
( ）2、场地类比是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度综合确定。
( ）3、一般工程结构均为欠阻尼状态.（)4、地震动振幅越大，地震反应谱值越大。
（）5、当结构周期较长时,结构的高阶振型地震作用影响不能忽略。
（）6、多遇地震下的强度验算，以防止结构倒塌.( )7、砌体房屋震害，刚性屋盖是上层破坏轻，下层破坏重。
（）8、柱的轴力越大，柱的延性越差.（）9、抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和暗梁。
（)10、排架结构按底部剪力法计算,单质点体系取全部重力荷载代表值。
（）三、简答题（每小题8分，共40分）A．影响土层液化的主要因素是什么?2、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱?它们有何关系?3、什么是时程分析？时程分析怎么选用地震波？4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么？5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁"、“强剪弱弯"、“强节点弱构件"的原则？如何满足这些原则？四、问答题（每题10分，共20分)1。
“抗震规范”中，“三水准、两阶段的设计方法”是什么？2。
多层砌体房屋在抗震设计中，结构的选型与布置宜遵守哪些原则?建筑结构抗震设计试卷标准答案一、填空题（每空1分，共20分)1、构造地震、火山地震2、纵波、横波、面波3、峰值、频谱、持续时间4、覆盖土层厚度、剪切波速、阻尼比5、自振周期、振型、岩土阻抗比6、顶点位移法、能量法、等效质量法7、梁铰机制、柱铰机制8、n=N/(f c A c)二、判断题(每小题2分，共20分）1、×2、√3、√4、√5、√6、×7、√8、√9、× 10、√三、简答题（每小题8分，共40分）1、答案：影响土层液化的主要因素有：地质年代，土层中土的粘性颗粒含量，上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度，土的密实度，地震震级和烈度。
时程分析时地震波的选取及地震波的反应谱化
时程分析时地震波的选取及地震波的反应谱化摘要：目前我国规范要求结构计算中地震作用的计算方法一般为振型分解反应谱法。
时程分析法作为补充计算方法，在不规则、重要或较高建筑中采用。
进行时程分析时，首先面临正确选择输入的地震加速度时程曲线的问题。
时程曲线的选择是否满足规范的要求，则需要首先将时程曲线进行单自由度反应计算，得到其反应谱曲线，并按规范要求和规范反应谱进行对比和取舍。
本文通过介绍常用的数值计算方法及计算步骤，实现将地震加速度时程曲线计算转化成反应谱曲线，从而为特定工程在时程分析时地震波的选取提供帮助。
关键词：时程分析，地震波，反应谱，动力计算1 地震反应分析方法的发展过程结构的地震反应取决于地震动和结构特性。
因此，地震反应分析的水平也是随着人们对这两个方面认识的深入而提高的。
结构地震反应分析的发展可以分为静力法、反应谱法、动力分析法这三个阶段。
在动力分析法阶段中又可分为弹性和非弹性（或非线性）两个阶段。
[1]目前，在我国和其他许多国家的抗震设计规范中，广泛采用反应谱法确定地震作用，其中以加速度反应谱应用得最多。
反应谱是指：单自由度弹性体系在给定的地震作用下，某个最大反应量（如加速度、速度、位移等）与体系自振周期的关系曲线。
反应谱理论是指：结构物可以简化为多自由度体系，多自由度体系的地震反应可以按振型分解为多个单自由度体系反应的组合，每个单自由度体系的最大反应可以从反应谱求得。
其优点是物理概念清晰，计算方法较为简单，参数易于确定。
反应谱理论包括如下三个基本假定：1、结构物的地震反应是弹性的，可以采用叠加原理来进行振型组合；2、现有反应谱假定结构的所有支座处地震动完全相同；3、结构物最不利的地震反应为其最大地震反应，而与其他动力反应参数，如最大值附近的次数、概率、持时等无关。
[1]时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。
由于此法是对运动方程直接求解，又称直接动力分析法。
时程分析地震波选取问题
间)的地震波.
7. <<抗震规范>>第 5.1.2 条也对时程分析做了进一步的解释.其中有
一条: “时程分析中加速度有效峰值按照规范表 5.1.2-2 中所列地震加
速度最大值采用,即以地震影响系数最大值除以放大系数(约 2.25)得 到.” 这就涉及到地震影响系数α max 是如何取值的. 我们知道水平地震作用的基本公式为
时程曲线地震加速度时程曲线的最大值
地震烈度
6
7
8
9
地震系数 k 0.05 × 0.35 × g 0.1× 0.35 × g 0.2 × 0.35 × g 0.4 × 0.35 × g
= 0.175m / s 2 = 0.35m / s 2
= 0.7m / s 2
= 1.4m / s 2
= 18cm / s 2
= 35cm / s 2
= 70cm / s 2
= 140cm / s 2
性.根据统计分析,烈度每增加一度, k 值大致增加一倍. 地震系数 k 与地震烈度的关系
地震烈度
6
7
8
9
地震系数 k
0.05
0.10
0.20
0.40
另外一个动力系数
β = Sa .. x0 max
它是单质点最大绝对加速度和地面最大加速度的比值,表示的是
质点的最大绝对加速度比地面最大加速度放大了多少倍.它的表达式
..
F
=
mS a
=
mg (
x0 max )( g
Sa
..
x0
) = Gkβ = αG
max
上式中引入了两个系数 k , β .
其中 k 叫地震系数,表示地震时,地面加速度的大小(相对于加速度
建筑结构分析中地震波的选取
建筑结构分析中地震波的选取针对建筑结构的时程分析模式，需确保地震波选取的科学性，以提高实际测量结构的精准性。
从目前整个工程测定状态而言，地震波各项参数的界定，主要是通过持时、频谱、峰值来决定的，只有三者所呈现出的参数属性达到建筑抗震指标，才可得出较为精准的数据结果。
基于此，文章对建筑结构分析中地震波的选取进行分析，并通过实例予以认证。
标签：建筑结构;地震波;功率谱近年来，自然灾害的频发，对房屋建设质量、性能提出更高的需求。
抗震结构对于建筑结构来讲，需通过内部架构功能的实现，令建筑物所具备的结构力可在抵消外界压力的同时，增强自身结构属性，保证结构功能的最大化。
利用建筑结构时程分析的方法，可通过运算结果，精准的反映出当前结构性能下，建筑物所呈现出的震动参数，进而对当前建筑结构中所存在的不稳定因素进行界定，然后通过数据模型，将建筑结构所呈现出震动系数进行映射，更为精准的计算出相关数据，为后续工程结构的设定提供基础保障。
1、地震波的选择方案第一，地震波的选取应符合地区结构特性。
从地震波测定数据而言，其本身属于动力特征的一种，在固有的场地上，地震波所形成的局部共振效应，作用在建筑结构中，可形成更为强烈的波感，此类地震波作用到刚性结构与柔性结构中所呈现出属性略有差异。
通常情况下，地震波的测定在当前场地内与地基土质、震动距离等具有较高的关联属性。
例如砂石类地基、黏土类地基等，尽管在建筑项目开设前，已经对地基结构进行基准设定，但受到大范围的地质影响，土层所消耗的频率、过渡效果等都具有一定差异性。
而对于震源来讲，靠近震动中心的区域，其所呈现出振幅效果较高，频率值较大，反之，则相对减弱。
为此，在进行实际模拟时，地震所呈现出的属性，必须具有一定的综合特点，即为地震波存在的频率周期，应符合当前场地的建设属性，且应依据实际震动位置，测定出建筑结构所能承受的极限值。
第二，地震波的选取应符合峰值变化趋势。
地震波的作用强度可通过峰值体现出来，针对建筑结构所呈现出特性，需对地震波所呈現出峰值进行极限输出，通过对地区历年来地理环境的变化，保证极限值与基准值达到一定的线性关系，然后对建筑结构时程分析法中的系数进行调整，当系统所记录的数值达到当前可操控范围时，则可将其作为地震波的一种选取形势，这样一来，当地震波所造成的空间震感具有一定的浮动系数时，可通过调幅的形式，逐一完善数据记录，以确保各项数值记录的精准性，提高地震波正确选取的概率。
midas地震波选取
地震波的选取方法建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。
频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。
这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。
特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。
加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。
地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。
持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。
持时T d 的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值｜a(t)｜＞k*g的时间总和，k常取为0.05；另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*a max 之间的时段长度，k一般取0.3～0.5。
不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般说明:特征周期 Tg = 2π用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。
具体做法是：在对数坐标系中同时做出绝对加速度反应谱和拟速度反应谱，找出加速度反应谱平台段的起始周期T0和结束周期T1，然后在拟速度反应谱上选定平台段，其起始周期为T1(即加速度反应谱平台段的结束周期T1)，结束周期为T2，将加速度反应谱在T0至T1之间的谱值求平均得Sa，拟速度反应谱在T1至T2之间的谱值求平均得Sv，加速度反应谱和拟速度反应谱在平台段的放大系数采用2.5，按公式(1)、（2）、（3）求得EPA、EPV、Tg。
在MIDAS程序中提供将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱的功能(工具>地震波数据生成器，生成后保存为SGS文件)，用户可利用保存的SGS文件(文本格式文件)根据上面所述方法计算Sv、Sa、Tg。
工程结构抗震设计知识点
地震可以划分为: 诱发地震（人工爆破）和天然地震（构造地震、火山地震）。
震源深度: 震源到震中的垂直距离。
震中距: 地面某处至震中的水平距离。
地震波的传播速度, 以纵波最快、横波次之、面波最慢。
地震动的三要素: 峰值（最大振幅）、频谱和持续时间。
地震危险性分析：指用概率统计方法评价未来一定时间内, 某工程场地遭受不同程度地震作用的可能性。
地震烈度：指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。
一次地震, 表示地震大小的震级只有一个, 地震烈度可以有多个。
基本烈度: 指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定概率（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度。
它是一个地区进行抗震设防的依据。
地震的破坏作用主要表现为: 地表破坏、建筑物破坏、次生灾害。
小震：50年被超越概率为63.2%, 中震：50年被超越概率为10%, 大震：50年被超越概率为2%。
基本烈度较多遇地震烈度约高1.55度, 而较罕遇地震烈度约低1度。
三水准的抗震设防要求:第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时, 建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用；第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时, 建筑物可能损坏, 但经一般修理即可恢复正常使用；第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时, 建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。
两阶段设计:第一阶段设计: 按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。
这一阶段设计, 保证了第一水准的强度要求和变形要求。
其k值相当于基本烈度的13。
第二阶段设计：在罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。
这一阶段设计, 旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求。
其k值相当于基本烈度的1.5〜2倍。
建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则：注意场地选择, 把握建筑体型, 利用结构延性, 设置多道防线, 重视非结构因素。
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（1 ）设计用地震记录的选择和调整用规范的确定性方法和地震危险性分析方法所确定的设计地震动参数，是选择天然地震加速度记录的依据。
（一）实际地震记录的选择方法
选择地震记录应考虑地震动三要素，即强度（峰值）、频谱和持续时间
对某一建筑的抗震设计，最好是选用该建筑所在场地曾经记录
到的地震加速度时间过程。
但是，这种机会极少。
为此，人们只能从现有的国内外常用的地震记录中去选择，尽可能挑选那些在震级、震中距和场地条件等方面都比较接近设计地震动参数的记录。
他的文章给出了相应的地震数据的记录目录。
（二）实际地震记录的调整
1.强度调整。
将地震记录的加速度值按适当的比例放大或缩小，使其峰值加
速度等于事先所确定的设计地震加速度峰值。
即令
其中a（为记录的加速度值为调整后的加速度值;A众为设计地震加速度峰值
为记录的加速度峰值。
这种调整只是针对原记录的强度进行的，基本上保留了实际地震记录的特征。
也就是所说的（强度修正。
将地震波的加速度峰值及所有的离散点都按比例放大或缩小以满足场地的烈度要求）
2.频率调整考虑到场地条件对地震地面运动的影响，原则上所选择的实际地震记录的富氏谱或功率谱的卓越周期乃至形状，应尽量与场地土相应的谱的特性一致。
如果不一致，可以调整实际地震记录的时间步长，即将记录的时间轴拉长”或缩短”以改变其卓越周期而加速度值不变也可以用数字滤波的方法滤去某些频率成分，改变谱的形状。
另外，为了在计算中得到结构的最大反应，也可以根据建筑结
构基本自振周期，调整实际地震记录的卓越周期,
使二者接近。
这种调整的结果，改变了实际地震记录的频率结构，从物理意义上分析是不合理的。
另外，在测定场地土和建筑结构的卓越周期时，运用不同的测试仪器和测试技术，往往得到不同的结果。
即使是对同一个测试结果，在频谱上确定卓越周期时，不同的分析方法也会导致不同的结果。
有的选取谱的第一个峰值所对应的周期作为卓越周期，有的选最大峰值时的，也有的取某一段周期等，很不一致。
对如何确定地震加速度记录的卓越周期，也是各行其是，有的利用加速度反应谱，有的用伪速度谱，有的用富氏谱，结果当然是不一样的。
上述各种作法在工程中引起了一些混乱。
王亚勇认为，用脉动测试方法测定场地土和结构的卓越周期及自振周期时，应采用速度摆型或加速度摆型的地震仪测定地运动和结构振动，然后计算其富氏谱或功率谱，以谱的最大峰值所对应的周期作为卓越周期和自振周期比较合适。
反应而相应地根据记录的位移谱或速度谱。
这也就是所谓的滤波修正。
可按要求设计滤波器，对地震波进行时域或频域的滤波修正。
这样修正的地震资料不仅卓越周期满足要求，功率谱的形状和面积也可控制。
卓越周期修正。
将地震波的离散步长按人为比例改变, 使波形的主要周期和场地卓越周期一致，然而，在改变离散步长的同时也将改变地震波的频谱特性，在弹塑性反应中有时会产生不安全的后果。
因此，修正的幅度不宜过大，在结构构件进人塑性的程度较大时最好不用此种办法。
3持时调整。
如在前面所述，地震动持时对结构反应的影响，主要发生在反应的非线性阶段。
因此，所选择的地震波持时，应能保证结构的振动进人稳态阶段。
持时的确定和结构的类型和设计要求有关，如果仅对结构进行弹性分析或弹塑性最大反应分析，持时可以稍短
；如果是计算地震作用下结构的耗
能过程，持时宜长些。
不论持时长短，均应保证在持时段内包含了地震记录 的最强部分。
用改变时间步长来调整持时的作法， 是不足取的。
为了满足持时的要求, 最好是挑选记录时间足够长的实际地震记录。
一般说来，取整个记录的时间 长度为结构基本周期的10倍以上比较合适。
通过以上3种手段来满足其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所
采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符 ”
OKOK 论坛上有人认为
（4）统计意义上相符应该指的是对应加速度时程的反应谱 趋势 应该和
所在场地的设计反应谱一致，目测即可；对应确实时程加速度的反应谱是有
很多波折的谱线，而设计反应谱为光滑平稳曲线。
这样的意思我在很多的文
献上看过就算将时程曲线对应的谱与反应谱画在一张图上, 0.8
(5 )且高规”和抗规”说所谓”在统计意义上相符 指的是，其平均地震影 响曲线与振型分解反应谱法所用到的地震影响系数曲线相比，在各个周期点 上相差不大于20%。
弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部剪
力不应小于阵型分解反应谱法计算结果看下比较如下图
的65%。
多条时程曲线计算结果的结
构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱计算结果的80%。
(6 )选波要满足下面四条：
1. 每条波要满足地震动三要素
-频谱特性：地震波的Tg值要与设计特征周期Tg相同或接近。
8度和9度罕遇地震验算时的Tg要增加0.05秒。
-有效峰值加速度：规范规定的小震、中震、大震的加速度为有效峰值加速度，不能直接用地震波数据中的最大值调整。
-持续时间：一般取结构基本周期的5〜10倍，注意持续时间是具有一定强
度的地震波记录的时间，不是地震波的总的时间。
2. 每条地震波的基底剪力不能小于振型分解反应谱法的基底剪力结果的65 %
3. 三条波的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法的所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，即在结构周期点上三条波的平均值和设计反应谱的值不能相差20 %以上。
4. 三条波的结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱法的基底剪力结果的80 % （后面这3条就是规范说的,而第一条就是波的地震动三要素
（7）选波的时候不仅与场地的情况有关，也与结构的动力特性有关，这样才能选出适合的地震波。
B, 双向地震分析的时候主次向应该采用不同的地震波。
C, 可适当调整地震波的峰值以满足规范的要求，但是不能调整太大，那样可能导致地震波与抗震设防水平和场地不适合
YWLUCK说了下面的话：
/forum/viewthread.php?tid=218336
1、抗震规范规定进行时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组
选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均
地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计
意义上相符，其加速度时程的最大值可按表 5.1.2-2采用。
弹性时程分析时，
每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。
2、必须明确规范的地震影响系数曲线是一个统计意义上面的概念，一般是要经过平均化、规则化、平滑化和经验化四个阶段。
因此，你仅选择的一条地震波与其对比，有这种差别是非常天经地义的事情。
3、时程分析法（不管线性还是非线性）重在选波，目前的选波方法有多种，
要想很好选择符合要求的地震波，操作起来还是比较麻烦，具体就不详述，
一般多数仅根据场地类别和设计地震分组进行选择。
因此，规范规定需要选择多条地震波进行计算并取平均值，并需符合上述1中的要求。
4、另外，由于本地区的地震记录很难获得或者没有，也是促成选波难的重要原因。
我的建议是，如果你有本地区的地震记录(也就是你指的当地地震局提供的波)，完全可以作为时程分析方法使用，当然最好是强地震记录。
至于你说的情况，首先满足了65%的要求，其次，还要看其它条地震波的均值
结果情况，当仅分析这条地震波可以说是满足以上1中要求的。
再说，对比
差别在60%以上是非常正常的，甚至有的都有差200%以上的。
这点我在2
中已经说明。
(8)可以参考的文献
A《结构时程分析法输入地震波的选择控制指标》杨溥；李英民；赖明；土木工程学报；
B《基于能量反应的地震动输入选择方法讨论》肖明葵；刘纲；白绍良；世界地震工程。
C《结构抗震设计时程分析法中地震波的选择》王亚勇等，工程抗震
1988
D《结构抗震时程分析法输入地震记录的选择方法及其应用》王亚勇
等建筑结构1992-5
E《地震地面运动的分类》尹保江黄宗明白绍良工程抗震1999 12
F《考虑场地类别与设计分组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱》林周定松
吕西
地震工程与工程振动2004.2。