2.3.1 时域分析方法 ... 10

2.3.2 频域分析方法 ... 1 1

2.4 规范设计反应谱简介 ... 1 2

第三章 强度折减系数研究  1 5

3.1 现有强度折减系数模型 ... 15

3.1.1 Newmark-HaII 模型 . 16

3.1.2 Nassar & Krawinkler 模型 ... 16

3.1.3 Miranda 模型 ... 17

3.1.4 Vidic & Fajfar 模型 .. 18

3.1.5 范立础、卓卫东模型 ... 19

3.1.6 谢礼立、翟长海模型 ... 1 9

3.1.7 各种模型的比较分析 ... 2 0

3.2 考虑场地和设计地震分组的强度折减系数研究 ... 2 1

3.2.1 地震波的选取与分析 ... 22

3.2.2 统计结果与已有强度折减系数模型的比较分析 ... 24

3.2.3 统计平均意义上的强度折减系数谱 ... 3 8

3.2.4 回归分析 ... 3 9

3.3 结论 ... 4 2

第四章 不同场地条件下非弹性位移反应谱研究  4 4

4.1 对现有抗震设计反应谱完善 ... 4 4

4.1.1 现有抗震设计反应谱 ... 4 4

4.1.2 不同场地、不同烈度统计平均意义上的反应谱 ... 4 6

4.1.3 回归分析 .. 4 8

4.2 研究得到不同场地条件下的非弹性位移反应谱 .. 5 3

第五章 结论与展望 ... 5 5

5.1 结论 .. 5 5

5.2 展望 ... 5 6

致谢  5 7

参考文献 .. 5 8

附录  6 0
第一章 绪论1.1 反应谱理论的发展现状反应谱理论是在结构实际地震作用过程中以弹性单自由度体系的反应为基础 ， 进行结构动力反应分析的方法 。 这一理论是在原有静力理论的基础上考虑了结构动力特性和地震动特性之间的动力关系 。 目前 ， 在结构动力分析和抗震设计中此理论备受人们的关注 。 随着反应谱概念的提出 ， 结构抗震理论由静力阶段发展到动力阶段 ， 对结构抗震具有重要的价值意义 ， 可以堪称地震工程学发展史上一次重要的里程碑 。 由于反应谱能够将地震动的有效峰值和频谱特性很好地反应出来 ， 因此 ， 若将振型分解法与反应谱相结合，将可以很大程度的简化地震作用下复杂的多自由度体系的反应问题 ， 在工程结构抗震设计中为考虑地震对工程结构可能产生的作用提供了宝贵的定量依据 。 因此 在实际结构的抗震设计中 , 结构设计人员通常采用反应谱方法 。 这不仅是因为此法简单易行、计算省时 , 而且也因为应用此法得出的结果更具有统计意义。反应谱理论的产生和发展至今已有半个多世纪 ， 通过各国学者的不懈努力 ， 反应谱理论的发展已日趋成熟。 1943 年，源'自:优尔-'论~文'网·www.youerw.com  Biot. M. A 采用扭摆模拟方法绘制了加速度反应谱，并利用反应谱来表示这种复杂地震动的特征，使其具有明确的工程意义。 1948年， 美国的 Housner 在加速度反应谱基础上提出了弹性反应谱曲线。直到 1953 年 ，Housner 根据当时积累的地震加速度记录确定了可供实用的平均反应谱或标准反应谱曲线 。 1956 年 ， Newmark 首次将反应谱理论应用于实际工程设计中 。 这一反应谱理论随之在美国和苏联开始被广泛的应用。 1959 年， Housne 给出世界上第一条设计谱 ， 这使反应谱理论的实际应用成为可能并得到认同 。 而到 60 年代静力震度法逐渐被反应谱抗震理论所取代。目前，反应谱理论在大多数国家的设计规范中己经得到广泛应用 。50 年代中期 ， 我国才开始将反应谱理论应用到抗震设计中 。 然而 ， 由于人们对地震动认识程度上的缺陷，
60 年代一场关于场地条件对反应谱形状影响的国际争论发生了 ，而我国研究者通过对与这问题相关的震害经验和地震动观测数据进行较为全面的总结分析提出了较为合理的建议 ， 即调整 反应谱法 ， 这一合理建议已逐渐被许多国家所接收和采用。反应谱理论包括如下五个基本假定 :（ 1 ） 结构物的地震反应是线弹性的 , 采用叠加原理来进行振型分解与组合。（ 2 ） 现有反应谱是在结构的所有支承处的地震动完全相同、基础与土壤无相互作用的假定下求得的 , 因而也只适用于这一条件 。 另外现在给出的不少反应谱并不是一次地震动作用下的反应谱 , 而是所谓标准反应谱或平均反应谱 , 它们都是不同地震反应谱的包线 , 或者是不区分某些有影响因素的结果。（ 3 ） 结构物最不利的地震反应为其最大的地震反应 , 而与其他动力反应参数 ,如达到最大值附近的次数或概率无关。（ 4 ） 采用标准设计反应谱或给予设计地震动小区划基础上的设计反应谱。（ 5 ） 地震动过程是平稳随机过程。反应谱理论通过反应谱概念将动力问题静力化 , 在确定地震作用的方法上取得了较大的突破 , 使得复杂的结构地震作用确定变得简单易行 , 因而在地震工程的发展史上具有非常重要的作用 , 作为一种确定结构地震作用的方法在国际范围内得到了广泛的认可 , 但是它的缺点也是显然的 , 主要有以下几点 :（ 1 ） 虽然反应谱考虑了共振效应 ， 但是在设计中仍然按静力来考虑地震惯性力 。因此我们只能将反应谱理论作为一种准动力理论来看待 ；（ 2 ） 振幅、频谱和持续时间是地震反应的三个重要要素，其中振幅和频谱是制作反应谱考虑的要素 。 由于未考虑持续时间这一因素 ， 因此持续时间对结构破坏程度的重要影响在反应谱中未能得到反映 ；（ 3 ） 反应谱只是根据结构地震的弹性反应而绘制的，它对结构地震反应全过程反应不能全面展示只是笼统地给出结构整体进入弹塑性状态时的最大地震反应 ， 对于在弹塑性变形阶段的各构件的内力和变形状态更不能体现出来 ， 因而要找出结构的薄弱环节是比较困难的 。 故此 ， 如何弥补上述不足将是我们在以后工作中需要不断地探讨、研究和解决的核心问题 ；1.3 非弹性位移反应谱随着弹性反应谱理论在结构抗震设计中实际应用 , 经理论研究和原型观测表明 ,结构在弹性阶段所受的地震作用要比按规范计算的数值大好多倍 , 但是满足规范规定的地震作用要求的建筑结构在大地震时并未导致严重破坏的产生 。 对于这个现象的解释暴露了反应谱理论的致命缺点。为了在结构设计中考虑结构的非弹性性质 , 充分挖掘结构的塑性耗能能力 , 理论研究在此分成了两个方向 : 其中一个方向就是发展成了时程分析法 ； 另外一个就是对原来的反应谱法作了一定的修改后 ， 发展成了更加贴近结构在实际地震中反应的弹塑性反应谱理论。与弹性反应谱理论相比 , 弹塑性反应谱理论存在两点不同 :（ 1 ） 恢复力的计算模型对非弹性反应谱曲线形状有较大影响 ；（ 2 ） 非弹性体系的地震反应不满足叠加原理 , 增加了计算难度。针对非弹性反应谱理论目前研究和应用最广的 , 也相对简单的是理想弹塑性质点体系 , 也即其恢复力模型采用理想弹塑性材料的恢复力关系。通过引入折减系数 ,使非弹性反应谱可由弹性反应谱乘以折减系数取得而将非弹性反应谱问题而转化为弹性反应谱问题处理 , 也即通过折减系数用弹性反应谱来直接计算弹塑性地震作用等。