近断层地震动运动特征对长周期结构地震响应的影响分析_杨迪雄

精河M_(s)6.6地震近断层地震动模拟

Vol.40 No.6Dec. 2020第40卷第6期2020年12月防灾减灾工程学报Journal of Disaster Prevention nnd Mitigation EngineeringDOI ： 10.13409/ki.jdpme.2020.06.023精河Ms6・6地震近断层地震动模拟，杨泽'，盛俭「，金显廷'，周正华「，喻烟-李存柱|(1.南京工业大学交通运输工程学院.江苏南京210009; 2.松原市地震前兆动植物观测站，吉林松原138000；3.中国地震局地壳应力研究所.北京100085)摘要：近断层地震动具有幅值高、高频成分丰富等特点，对短周期结构威胁甚大' 为模拟近断层地震动作用，以精河地震为例，利用基于地震洌、度转换方法的地震动衰减关系和随机有限断层方法模拟主震在6个场点产生的地震动，分析不同方法估计的峰值加速度与加速度反应谱衰减特征；同时选取17个场点的地震动，分析断层上盘效应，从而更加合理地估计近断层地震动结合精河M s 6.6地震的发震构造分析，确定库松木切克山前断裂的分支精河水文站断裂为该地震的发震断层研究结果表明：①随机方法估计的PGA 与误差项衰减关系短轴估计的 PGA 接近，两者可能都比较接近实际PGA ；相较于衰减关系法，基于有限断层模型的随机方法，优势在于能较好模拟近断层地震动特征；②近断层地震动受上盘效应影响显著，断层距相同的上下盘场点，上盘地震动明显大于下盘；③对于有历史地震及地震数据的地区，可以基于已有地震数据，使用多种方法联合估计地震动参数，为工程场地地震安评提供参考依据，关键词：地震动衰减关系；随机有限断层；上盘效应；近断层地震动；地震动参数估计中图分类号:P315.9 文献标识码：A 文章编号：1672-2132(2020)06-1024-13Simulation of Near-fault Ground Motion of Jinghe A/s 6.6 EarthquakeYANG Ze', SHENG Jian 1, JIN Xianting 2, ZHOU Zhenghua 1, YU Yan", LI Cunzhu 1(1. College of Transportation Science & Engineering, Nanjing Tech University , Nanjing 210009, China ； 2. Earthquake Precursor Animal and Plant Observatory of Songyuan City , Songyunn 138000, China ；3. Institute of Crustal Stress , China Earthquake Administralion , Beijing 100085, China)Abstract ： The near-fault ground motion has the characteristics of high amplitude and rich high-frequen cy components, which poses a great threat to short period structures. In order to simulate the near fault ground motion , taking the Jinghe ear 什】quake as an example , the attenuation relationship ofground motion based on the methods of intensity conversion and stochastic finite-fault was simulatedat the 6 field points of the major earthquake. The characteristics of peak ground motion accelerationand acceleration response spectrum estimated by different methods were analyzed. At the same time ,the ground motions at the 17 field points were selected to analyze the hanging wall effect. Therefore,it is more reasonable to estimate the near-fault ground motion. Combining with the seismogenic tecton~ic analysis on the Jinghe Ms6.6 earthquake , the fault of Jinghe hydrological station, a branch of the*收稿日期：2018-11-12；修回日期:2019-05-30基金项目：国家重点研发计划(2017YFC1500400)、北京市科委重大科技专项(Z181100003918005).中交集团2017年度重大科研项目(2017-ZJKJ-08)资助作者简介：杨泽(1995-),男，硕士研究生。

地震动随机模型及结构响应控制

地震动随机模拟方法是一种基于概率论和统计学的模拟方法，用于预测地震动的不确定性。这种方法考虑了地震的多种可能性和影响因素，包括地震的震源、地质构造、场地条件等。其中，场地效应是指地震波在传播过程中，由于地表的土壤特性、地形条件、地下水位等因素的影响，使得地震动的振幅、相位等发生变化。
场地效应的研究对于理解和预测地震动的影响具有重要意义。不同的场地条件会对地震动的传播产生不同的影响，因此，我们需要对场地进行详细的调查和分析，以便更准确地预测地震动的影响。这包括对场地土壤特性的调查、地形条件的测量、地下水位的确定等。
结论
本研究通过理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，探讨了边坡地震动力响应规律及地震动参数影响。结果表明，地震动强度、频谱特性和持时对边坡动力响应具有重要影响，且表现出明显的非线性特征。这些研究结果为边坡工程的地震稳定性分析和防护提供了理论支撑和实践指导，有助于提高边坡工程的抗震性能和安全性。
三、实例分析
为了更好地说明地震动随机模型及结构响应控制的应用，我们以一个简单的例子为例进行说明。假设我们需要设计一个位于地震多发区的博物馆。首先，我们需要根据历史地震数据建立地震动随机模型，模拟不同程度的地震动对博物馆可能造成的影响。根据模拟结果，我们可以评估博物馆的抗震性能，并制定相应的措施进行结构响应控制。
总的来说，场地效应是地震动随机模拟方法中一个重要的研究内容。它对于我们理解和预测地震动的影响具有重要意义。通过研究和改进场地效应模型，我们可以更准确地预测地震动的影响，从而更好地应对地震灾害。我们也希望通过这些研究，能够为减少地震带来的损失提供更多的科学依据和技术支持。
感谢观看
在应用领域方面，地震动随机模型被广泛应用于结构风险评估、地震易损性分析和地震保险等领域。例如，通过模拟不同程度的地震动，可以评估结构在地震作用下的破坏概率，为结构的抗震设计和风险管理提供依据。

地震震源机制对长周期地震动的影响研究

1引言
地震对工程有很强的破坏力，研究工程的抗震问题需要了解地震动特性。具有较长自振周期的大型工程如大跨度桥梁等，对长周期地震动更为敏感，因此，长周期地震动特性的研究对这类大型工程的抗震设计具有重要意义。
目前国内外对长周期地震动的研究还处于较为
初步的阶段，主要问题在于强震记录在长周期段存在较大误差[1，2]。相对而言，地震监测所使用的数字宽频带地震记录则在长周期段具有较高的信噪比，比较适合长周期地震动研究[2～4]。
摘要：长周期地震动特性的研究对自振周期较长的大型结构的抗震设计具有重要意义。利用 1997 年新疆伽师强震
群的宽频带数字地震记录，研究了震级大小和震源机制对长周期地震动特性的影响。结果表明：地震震级对长周
期地震动的影响较为明显，震级越大，长周期地震动的成分越多；与走滑型地震相比，倾滑型地震的垂直向长周
14 1997–04–16 02：19：09.4 39.68 77.02 18 6.2
15 1997–05–17 11：58：22.3 39.65 77.02 26 5.4
16 1997–06–24 17：24：45.3 39.50 77.00 19 5.0
编号
时间 /年–月–日
1 1996–03–19 2 1997–01–21 3 1997–03–01 4 1997–04–06 5 1997–04–06
根据 CMT 解，将表 2 中 10 个地震的水平向绝对加速度放大谱依震源机制绘在图 2(a)中，图 2(b) 是不同震源机制地震记录的平均放大谱。由图 2 可知，阿图什地震(逆断层)的加速度反应谱在长周期部分较高，正断层地震的谱值在长周期部分相对较低，而走滑断层地震的长周期谱居于前两者之间。但是，还不能就此说明对长周期加速度反应谱的以上影响是由不同震源机制引起的，因为，虽然此处可抛开传播路径和场地条件的影响，但地震大小和应力降也可能影响长周期谱。根据震源谱的ω −λ 模型，应力降越小，其谱值也越低[13～15]。根据文[11] 的研究，这次新疆伽师强震群的正断层型地震的应力降相对较低，因此，此处正断层地震的水平向长周期谱值较低究竟是震源机制还是应力降相对较低造成的，尚需进一步研究。

地震动位移反应谱分析及抗震设计谱

03
抗震设计谱基础
抗震设计谱定义
地震动位移反应谱是一种描述结构在地震动作用下，各个方向和各个频率地震动加速度、速度和位移反应的曲线。
抗震设计谱是基于地震动位移反应谱，针对特定结构和场地条件，进行结构抗震设计和分析的工具。
抗震设计谱特性
地震动峰值和频谱形状：这些特性可以根据场地条件和地震危险性评估来确定。
非线性特性是由于地震动强度与结构位移反应之间的非线性关系所导致的。在地震动强度较小的情况下，结构位移反应与地震动强度呈线性关系；而在地震动强度较大的情况下，结构位移反应的增长速度会逐渐放缓。
随机性特性是由于地震动的随机性所导致的。地震动是一种复杂的自然现象，其运动规律难以精确预测，因此地震动位移反应谱也是随机的。
结构阻尼矩阵：结构阻尼矩阵可以包括质量阻尼矩阵和刚度阻尼矩阵，用于描述结构在地震动作用下的振动特
性。
抗震设计谱通常具有以下特性
结构自振频率和阻尼比：这些特性可以根据结构类型和尺寸来确定。
抗震设计谱编制方法
基于地震动位移反应谱的抗震设计谱编制方法通常包括以下步骤
根据位移反应谱，进行结构抗震设计和分析，得到结构的抗震性能指标和设计参数。
地震动位移反应谱分析及抗震设计谱
2023-11-08
目录
• 引言 • 地震动位移反应谱基础 • 抗震设计谱基础 • 地震动位移反应谱与抗震设计谱的关系 • 应用案例分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
地震是一种严重的自然灾害，给人类社会带来了巨大的损失。因此，对地震动位移反应谱进行分析，对抗震设计谱进行研究，对于减轻地震灾害具有重要意义。
抗震设计谱编制
根据地震动位移反应谱，结合建筑物的抗震设防要求，编制出适用于该地区行分析，评估其合理性和有效性，确保其能够充分考虑地震动的特性和规律，为建筑物的抗震设计提供科学依据。

地震动强度指标与隔震等效SDOF体系远场长周期地震位移响应的相关性研究

第 38 卷第 3 期 2018 年 6 月
地震工程与工程振动
EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING DYNAMICS
Vol． 38 No． 3 Jun． 2018
文章编号： 1000 － 1301（ 2018） 03 － 0094 － 09
DOI： 10． 13197 / j． eeev． 2018． 03． 94． wangyn． 011
Abstract： The far-field long-period ground motions were used as seismic input，the equivalent bilinear SDOF system was used as research object，the correlation between the seismic intensity measures of long-period ground motions and the maximum displacement responses of the SDOF were studied． Firstly，50 long-period ground motion records were chosen from Pacific Earthquake Engineering Research Center （ PEER） as seismic input． Bilinear forcedisplacement relation curve was adopted to respect the mechanical properties of isolation bearings． The ratio of yield strength and gravity and the yield stiffness ratio were decided according to isolation bearing parameters that provided dy manufacturers． Secondly，value of the seismic intensity measures for every ground motion and the maximum displacement responses of the system were calculated by using matlab． And then，the correlation between seismic intensity measures and the maximum displacement responses were obtained by using the Pearson statistical method． Research results show that the correlations of acceleration-related and velocity-related seismic intensity measure are better，while the correlations of displacement-related seismic intensity measures are the worst under far-field longperiod ground motions． The seismic intensity measure Ic and PGV were proposed as the intensity measure according

长周期地震动的场地效应与大跨桥梁结构的动力响应分析

ＺＮｎｍｎＣＥｉｇｕＡＧＭｉｇｉｇＨＮＱｎｊｎ
（ｔｅＫｙＬｂｒｔｙｏｉｓｒＲｄｃｏｉｌｎｉｅｒｇＴｎｉｎｖｒｔ，ｈｎｈｉ００２ＣｉａＳａｅａｏａｒｆｓｔｅｕｔｎｉＣｖｇｅｎ，ｏ￣ｉｓｙＳａｇａ２０９，ｈ）ｔｏＤａｅｉｎｉＥｎｉＵｅｉｎ
了动力响应分析。结果表明，长周期地震波作用下桥梁结构基底反力及主要截面内力的最大值均大于
普通地震波作用下的结果，地震波行波输入对桥梁结构主要截面内力产生较大的影响。
关键词基岩长周期地震波，地效应，大跨桥梁结构，长周期地震反应分析场
ｂｉｇｔｃｒｓｕｊｃｅｎ —ｅｏｒｕｄｍｔｎＩｉｐｐｒｔｏｔｉｌｅｒｃｅｍｃｗｖｓｅｅｒｅｓｔｅｂｅｔｔｌｇｐｒｄｇｏｎｏｉ．ｎｔｓａｅ，ｐｃｄｏｋｓｉｉａｅｒｄｕｒｕｓｄｏｏｉｏｈｗｙａｂｓｗ
ｒｓｏｓｆｏｅｓｔｏｌｗａｎａｙｅｎｔｕｆｃｅｓｃｒｓｏｓｉｔｒｓｃｌｕａｅ．ｎｔｅｅｄ，ｈｓｅｐｎｅｏｎｉｓｉｅｓａｌｓｄａｄｉｓｓｒａｅｓｉｍｉｅｐｎｅｈｓｏｙｗａａｃｌｔｄＩｈｎｔｉｓｉｍｉｉｔｒｓｔｋｎａｎｕｏａａｙｅｄｎｍｉｅｐｎｅｏｎｏｇｓａｒｄｅｓｒｃｕｅＩｓｓｏｅｓｃｈｓｏｗａａｅｓｉｐｔｔｎｌｚｙａｃｒｓｏｓｆｏｅｌｎ — ｐｎｂｉｇｔｔｒ．ｔｗａｈｗｎｙｕｔａｈｘｍｕｒａｔｏｏｃｓａｄｔｅｍａｎ—ｅｔｏｏｃｆｔｅｂｒｄｅａｅｂｇｅｄｒｌｎ－ｅｏｅｓｃｈｔｔｅｍａｉｍｅｃｉｎｆｒｅｎｈｉｓｃｉｎｆｒｅｏｈｉｇｒｉｇｒｕｎｅｏｇｐｒｄｓｉｍｉｉｗａｅｈｎｔａｎｅｅｅａｅｓｃｗａｅ，ｎｄｔｅｒｓｔｎｉａｅｔａｈｅｍａｎｓｃｉｎｆｒｅｏｏ — ｐｎｖｓｔａｈｔｕｄｒｇｎｒｌｓｉｍｉｖｓａｈｅｕｌｉｄｃｔｈｔｔｉ — ｅｔｏｏｃｆｌｎｇｓａｓｂｄｇｌｅｇｅｔｆｅｔｄｂｈｅｅｃｔｔｎｏｒｖｌｇｗａｅ．ｉｒｅｗｉｂｒａｌａｆｃｅｙｔｘｉｉｆｔａｅｉｖｓｌｙａｏｎＫｅｙｗｏｄｓｌｎ — ｅｏｅｒｃｅｓｃｗａｅ，ｓｔｅｆｃ，ｌｎ —ｐａｒｄｅｓｒｃｕｅ，ｌｎ — ｒｏｓｉｍｉｒｏｇｐｒｄｂｄｏｋｓｉｍｉｖｉｉｅｆｅｔｏｇｓｎｂｉｇｔｔｒｕｏｇｐｅｉｄｅｓｃ

大型变电站在近断层地震动作用下的地震反应分析

第２７卷第４期２１０２年ｌＯ月
灾
害
学
Ｖ０７Ｎｏ４Ｌ２．
０ｃ．Ｏ２ｔ２ｌ
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＡＴＡＳＴＲＯＰＨＯＬＯＧＹ
大型变电站在近断层地震动作用下的地震反应分析
文波，曹猛，牛荻涛
变电站的主厂房结构楼面上一般都放置有荷载较大的电气设备，以往对变电站的抗震性能分析未考虑主体结构和电气设备之间的相互作用，仅将电气设备等效荷载化，作为荷载加以考虑。但相关研究结果表明＿，变电站主厂房作为一种８Ｊ
０引言
近年来国内外发生的一系列破坏性地震（９４１９年美国北岭地震、１９９５年日本阪神地震、１９９９年我国台湾集集地震），尤其是２００８年５月１日发２生在我国四川省汶川的Ｍ８０级特大地震及２１．００年１月１日海地Ｍ７３级大地震均造成了惨重的２．人员伤亡和巨大的经济损失，并对电力系统造成重创 ¨ 。与历史上其它大地震相比较，这几次地震的最显著特点之一就是地震发生地点距离城市较近，地震动具有明显的速度脉冲运动特征，致使城区地震烈度很高。由于脉冲型近断层地震动具有强烈的破坏作用，其运动特征及对工程结构的影响已成为地震工程界关注的问题之一ｌ。作４Ｊ为生命线系统的重要组成部分，变电站的抗震性能优劣直接关系到国民经济及社会生活的正常运行。近断层地震动对变电站造成何种影响，影响的严重程度如何，都是值得特别关注的问题。本文基于大量实际近断层地震动记录，对变电站在近断层地震动作用下的地震反应进行研究。 Fra bibliotek ３６灾

近断层地震脉冲效应对大跨度桥梁地震响应的影响

如表３所示，加速度脉冲为主导的Ｒｎｌｉ以ｉａｄ
输入引起悬索桥各关键部位的位移响应与Ｅｃｎｏｌｅｔｒ波的结果比较接近，别部位甚至还小，是以滑个但
冲效应为主导的Ｔｕ７ｃ０６输入却激起了塔梁连接处３～４倍的位移响应；与此同时，向输入下塔顶的纵位移却相差不大，且位移量也相比较小，说明而这塔本身的振动不是引起如此大纵向相对位移的主要原因。另外，由表２可见，管悬索桥的一阶周尽期最长，到２，达１Ｓ但模态是横桥向的，第二阶纵而
长周期结构也许并不合适。因此，采用ＣＷＢ获得加速度时程记录，通过积分和二次积分获得速度和具并有明显滑冲效应的位移时程，１为以上各记录的相关信息。表
表１所用地震波信息
因ＥｃｎｏＮｌ￣Ｓ记录的加速度峰值在０３ｅ．ｇ左右，因此以上所有记录均按加速度峰值调整到０３图１．ｇ，为相应的５阻尼比的加速度和位移反应谱。考虑到大跨度桥梁的周期很长，％因此反应谱曲线包含了直
ｔ、ｏｔｉｇ、ｏｅＬｍｉａｄＣｉｈ）分展示了此类地震异于远场地震的显著脉冲特点及其对土木工ａＮｒｒｅＫｂ、ｚｔｎｈＣｉ充ｈｄ
程结构产生的灾难性破坏，引起了国际地震工程界和土木工程界对该类地震动本身及其作用下结构的抗

基于结构动力学的地震响应分析研究

基于结构动力学的地震响应分析研究结构动力学是研究结构物在外部激励下的响应及其稳定性的领域。

在地震工程中，结构动力学被广泛地应用于分析地震对建筑物产生的影响，以及评估结构物在地震中的抗震能力。

下面，本文将从基本概念、分析方法、实验研究以及近年来的发展方向等几个方面来介绍基于结构动力学的地震响应分析研究。

一、基本概念结构动力学是研究结构物变形、振动、破坏等响应以及相关运动学、动力学和力学性质的领域。

结构动力学分析的主要内容包括自由振动、强迫振动、非线性振动、稳定性、杆件动力学、场地运动等。

其中，结构动力学中的地震响应分析是基于结构动力学的研究，用来分析地震对建筑物的影响。

地震响应分析通常涉及到在地震作用下结构物的振动响应、变形、应力和应变等参数的计算。

二、分析方法目前，针对地震动力学所采用的分析方法主要有两类：基于时间域的直接积分方法和基于频域的响应谱法。

这两种方法各有优缺点，不同的结构物和地震地质条件选择不同的方法来进行地震响应分析。

1. 时间域积分法 Time-Domain Integration时间域积分法是一种基于数值积分的地震动力学分析方法，适用于包括线性和非线性结构物在内的不同结构体系。

时间域积分方法的基本思想是将体系的一组运动微分方程用数值算法连续积分求解。

这种方法是目前最普遍的地震响应分析方法，主要优点是能够精确模拟展向奇异或冲击型地震，而且适合于各种类型的结构体系。

同时，非线性效应和结构非均匀性也可以考虑。

2. 响应谱法 Response Spectrum Method响应谱法是一种基于频域分析的地震响应分析方法，其基本思想是将地震波用一组谱函数来描述，然后将结构反应用与这些谱函数相对应的反应谱来代表。

响应谱法主要适用于周期类似、自振和半自振型结构物。

相较于时间域积分法，响应谱法的主要优点是计算速度快、计算量小、计算方法简单，而且适用于各种类型的结构体系。

但是，响应谱法常常需要进行简化，因此，不适用于复杂结构和非线性结构的地震响应分析。

近断层地震速度脉冲对层间隔震结构响应影响的振动台试验研究

近断层地震速度脉冲对层间隔震结构响应影响的振动台试验研究韩淼;孟令帅;杜红凯【期刊名称】《工程抗震与加固改造》【年(卷),期】2017(039)006【摘要】近断层地震动向前方向性效应和滑冲效应引起的两种速度脉冲运动,对隔震结构动力响应的影响不同.选取含有向前方向性效应速度脉冲、滑冲效应速度脉冲、无速度脉冲的近断层地震波作为地震动输入,对一个5层钢框架层间隔震结构模型进行模拟地震振动台试验.结果表明,层间隔震结构在含脉冲近断层地震作用下的动力响应,明显大于无脉冲近断层地震;向前方向性效应与滑冲效应对结构地震响应的影响与结构周期相关,对于中短周期结构,向前方向性效应相对滑冲效应引起的结构响应更大,对于长周期结构,则相反;层间隔震技术能有效地减小结构地震响应,隔震层上部结构的减震率大于下部结构,减震效果随着隔震层位置的升高而降低.%The seismic responses of 5-story structure with different isolation story is studied under the action of two types of near-fault ground motions with different velocity pulses due to forward directivity and fling step effects.The shaking table tests of a 5-story steel frame isolated structure model are completed.Near-fault ground motions with forward directivity velocity pulse,fling-step effects velocity pulse and without velocity pulse are selected as seismic inputs.The research indicates that the seismic responses of multi-story structures with different isolation stories under the near-fault ground motions are significantly larger than thatwithout the near-fault ground motions.The seismic responses of the structure under forward directivity effect and fling step effect of ground motions are period dependent,and for the short and medium period structures,the forward directivity effect is larger than the fling step effect.For the longperiod structures,the reaction laws are opposite.Seismic isolation technique can effectively reduce the seismic response of the structure.The seismic ratio of the upper structure of the isolation layer is larger than that of the lower structure;The seismic effect decreases with the rise of the isolation layer.【总页数】7页(P68-73,17)【作者】韩淼;孟令帅;杜红凯【作者单位】北京未来城市设计高精尖创新中心,北京节能减排关键技术协同创新中心,北京建筑大学,北京100044;北京未来城市设计高精尖创新中心,北京节能减排关键技术协同创新中心,北京建筑大学,北京100044;北京未来城市设计高精尖创新中心,北京节能减排关键技术协同创新中心,北京建筑大学,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TU352.1+2【相关文献】1.近断层地震动下基础隔震弹簧限位对结构响应影响试验研究 [J], 韩淼;崔明珠;杜红凯2.近断层地震速度脉冲效应对桥墩地震反应的影响 [J], 李新乐;朱晞3.黏滞阻尼器层间隔震结构振动台试验研究 [J], 金建敏;谭平;陈鹏;黄襄云;陈建秋4.基于摩擦摆支座的层间隔震结构振动台试验研究 [J], 段存坤;张春巍5.近断层地震对基础隔震结构响应影响的振动台试验研究 [J], 韩淼;段燕玲;孙欢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。