地震動特性參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的近似定量關(guān)系

柳夏勃 俞瑞芳（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

地震動特性參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的近似定量關(guān)系

柳夏勃 俞瑞芳
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

地震動非平穩(wěn)特性對結(jié)構(gòu)響應(yīng)有重要影響。通過討論地震動特性參數(shù)的變化對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，建立地震輸入對結(jié)構(gòu)影響的近似定量關(guān)系。通過分析對地震動強(qiáng)度非平穩(wěn)特性的描述參數(shù)，選取強(qiáng)震平穩(wěn)段持時和下降段衰減系數(shù)來描述地震動強(qiáng)度的非平穩(wěn)特性，并對大量地震動記錄的統(tǒng)計(jì)分析確定了各參數(shù)的取值范圍?；贒OE技術(shù)，采用均勻設(shè)計(jì)分析各參數(shù)的實(shí)驗(yàn)水平數(shù)，及各水平的取值情況，獲得24組不同的參數(shù)組合。論文基于特定的目標(biāo)譜，對設(shè)計(jì)給出的24組參數(shù)組合進(jìn)行分析，對每組參數(shù)擬合得到了7條地震加速度時程，進(jìn)行不同周期結(jié)構(gòu)的彈性、彈塑性分析；最后以輸入時程與結(jié)構(gòu)彈性響應(yīng)的相關(guān)系數(shù)、以及結(jié)構(gòu)彈塑性響應(yīng)的最大值為目標(biāo)，建立地震輸入特性對結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的近似定量關(guān)系。分析結(jié)果表明：

（1）地震動穩(wěn)態(tài)持時和衰減系數(shù)對輸入與輸出幅值之間的相關(guān)系數(shù)的顯著性水準(zhǔn)都小于0.0001，這表明這兩個特性參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)幅值的影響非常顯著；但對輸入與輸出時程之間的相關(guān)性分析表明，特性參數(shù)對其的顯著性顯著降低，并且衰減系數(shù)對因變量的影響比持時要小很多，即說明輸入時程的相位對于結(jié)構(gòu)的彈性響應(yīng)有較大的影響；

（2）兩個特性參數(shù)對不同周期結(jié)構(gòu)彈塑性峰值影響的顯著性都是比較顯著的，并且呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)周期越大，顯著性越高的趨勢。

（3）當(dāng)以輸入與輸出時程曲線的幅值相關(guān)系數(shù)為因變量時，響應(yīng)面的決定系數(shù)均在0.90以上，擬合效果比較理想，并且穩(wěn)態(tài)持時的顯著性要比衰減系數(shù)高，說明持時對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的幅值影響較大；此外，響應(yīng)面二次項(xiàng)的決定系數(shù)很低，線性程度比較高；

（4）當(dāng)以結(jié)構(gòu)彈塑性響應(yīng)的峰值為因變量時，響應(yīng)面的決定系數(shù)隨單自由度體系自振周期的增大而增加，且決定系數(shù)和各自變量的顯著性程度都不是很理想，說明對于結(jié)構(gòu)的彈塑性響應(yīng)，頻率非平穩(wěn)對結(jié)果的影響比較大，僅考慮強(qiáng)度的非平穩(wěn)特性是不夠的；或者是響應(yīng)面的形式不能簡單地用線性或者二次曲線來描述，具有比較復(fù)雜的響應(yīng)面形式。

本文所建立的地震動特性參數(shù)和不同周期結(jié)構(gòu)之間響應(yīng)的近似定量關(guān)系模型，為基于結(jié)構(gòu)特性合理設(shè)置地震動特性參數(shù)，以及合成/挑選地震加速度時程，提供了一定的理論依據(jù)。