[發明專利]基于中國抗震規范的近斷層抗震設計譜修正方法

有效

• 申請號: 201810057679.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108256236B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 李爽;張艷;劉向陽;翟長海
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

基于中國抗震規范的近斷層抗震設計譜修正方法，涉及建筑結構的抗震設計領域。本發明的目的是為了解決我國現行《建筑抗震設計規范》(GB50011?2010)中抗震設計譜對近斷層效應的考慮存在不足的問題，進而提出了在規范抗震設計譜基礎上考慮近斷層效應的修正。修正多遇地震對應的規范抗震設計譜控制參數；將得到的規范設計譜的幅值乘以譜幅值放大系數，將得到的規范設計譜的特征周期T_g調整到特征周期T_g限值；本發明給出了針對50％保證率和84％保證率兩種情況的調整系數，調整均是在抗震規范設計譜基礎上進行的。本發明的使用范圍為近斷層區域建筑結構的抗震設計。

技術領域

本發明涉及建筑結構的抗震設計領域。

背景技術

地震是威脅人類生命財產安全的突發性自然災害之一，深入研究地震造成結構破壞的原因，改進抗震設計理論，是結構抗震設計發展的熱點方向之一。對近斷層地震動特性的研究表明此類地震動較一般地震動呈現出較為復雜的特性，其中一個主要的特征為速度時程中出現明顯的脈沖，這種特性也被發現是造成近斷層區域結構破壞的重要原因。基于反應譜理論的抗震設計方法是目前各國結構抗震設計普遍采用的方法，因此抗震設計譜的合理與否直接關系到所設計結構的安全性。

根據我國現行《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)(簡稱“規范”)中規定可知，對處于發震斷裂兩側10km以內的結構，地震動參數應計入近斷層效應影響，5km以內宜乘以增大系數1.5，5km以外宜乘以不小于1.25的增大系數。使用以上增大系數的調整方法，相對于未考慮近斷層效應的抗震設計譜而言，可使抗震設計譜的譜值整體提高，實現保證結構安全性的目的。然而，我國抗震設計規范只是對設計譜的譜值進行了相應的調整，沒有提出關于設計譜特征周期的調整方法，即沒有考慮近斷層地震動對反應譜形狀上可能造成的影響。目前，雖然我國開展了若干關于近斷層抗震設計譜的研究工作，但是這些研究結果與我國建筑結構抗震規范的銜接存在問題，無法供設計單位的人員直接使用。

因此，合理的方式是基于現行抗震設計規范中的設計譜，采用同時調整幅值和形狀的方式考慮近斷層效應，這樣可實現近斷層抗震設計譜與現行抗震設計規范的有效銜接，便于設計人員使用。

發明內容

本發明的目的是為了解決我國現行《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)中抗震設計譜對近斷層效應的考慮存在不足的問題，進而提出了在規范抗震設計譜基礎上考慮近斷層效應的修正，給出了一種基于中國抗震規范的近斷層抗震設計譜修正方法。

本發明給出了針對50％保證率(平均設計譜)和84％保證率(平均設計譜+1倍標準差σ)兩種情況的調整系數，調整均是在抗震規范設計譜基礎上進行的。本發明的使用范圍為近斷層區域(處于發震斷裂兩側10km以內地區)建筑結構的抗震設計。

本發明的提出使用的基礎資料為194條已被識別的近斷層脈沖型地震動，來自文獻[常志旺.近場脈沖型地震動的量化識別及特性研究.博士論文.哈爾濱工業大學,2014]。通過對這些近斷層脈沖型地震動反應譜的統計研究，發現其對應的特征周期與場地類別、震級無規律性的關系可尋，因此以目前可獲得的近斷層脈沖型地震動資料來看，針對不同設防烈度進行設計譜的修正時，修正系數的取值可不區分場地類別和震級的影響(由于我國抗震設計規范中使用地震分組來考慮震級因素，因此可不區分場地類別和地震分組的影響)。對194條近斷層脈沖型地震動進行調幅時，參考了《關于提高抗震設計安全性、增加地震作用設計值修訂方案的說明》(2016提高標準)中關于多遇地震對應的地震幅值的調整建議，幅值調整為設計基本地震加速度值的0.35倍。

通過將194條近斷層脈沖型地震動的平均反應譜、平均反應譜+1倍標準差σ與抗震設計規范中的設計譜進行比較，得到表1和表2中所示的針對不同設防烈度的規范設計譜幅值放大系數、特征周期T_g限值、第二下降周期和周期6s處對應的譜值S_a(T＝6s)。

在得到表1和表2后，本發明提出的基于中國抗震規范的近斷層抗震設計譜修正方法是通過以下方案實現的：