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地震动强度指标与砖石古塔响应的相关性研究

陈伟  
【摘要】:强震地面运动十分复杂。对工程抗震而言,地震对结构破坏能力的大小主要与地震动幅值、频谱和持时这三个因素有关。但是,如何寻求一个能综合反映地震动强度大小的指标用于结构抗震分析,一直是结构工程抗震研究面临的难题。目前结构抗震分析中运用较为普遍的地震动强度指标主要是地面峰值加速度(PGA),但近年来的大量分析研究和震害经验表明,PGA指标并不完善。 砖石古塔是我国古代高层建筑的杰出代表与宝贵遗产,汶川地震中大量砖石古塔有不同程度的震损,为研究适合评价该类结构震损的地震动强度指标,本文总结归纳了常用的各种地震动强度指标,并基于SDOF、MDOF系统及有限元实体模型的代表性地震响应指标,研究不同地震动强度指标与结构地震响应指标之间的相关性,分析了不同地震动强度指标的适用性,为砖石古塔的抗震分析合理选用地震动强度指标提供参考。全文完成了以下几项研究工作: (1)对常用的地震动强度指标进行了总结分类,利用汶川地震中的17组地震动数据、地形影响台阵数据和10组国外某些的强地震动数据分析单向反应谱与双向反应谱峰值的区别。 (2)利用时程分析方法计算基于砖石古塔结构的SDOF、MDOF分析模型分别在汶川地震34条地震波下的最大响应,分析统计各地震动强度指标与其响应的相关性,给出砖石古塔强度指标的选用建议。 (3)为进一步验证基于以上SDOF、MDOF系统得出的强度指标选用是否合理,计算基于砖石古塔结构的有限元实体模型分别在汶川地震34条地震波下的最大响应(基底剪力、层间位移角和顶点位移),分析统计各地震动强度指标与其响应的相关性。


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