超限结构如何优化——地震波的选择

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已选波的检验标准

第一步：根据前文所述，规范要求波的三要素：有效峰值、持续时间和频谱特性；初步选出一组地震波。

第二步：满足规范要求多组时程曲线的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符（T1，T2，T3周期对应的时程影响系数为反应谱相应周期点对应影响系数的0.8~1.2倍之间）。

▲计算结果检验

第三步：每条地震波计算出的底部剪力为振型分解反应谱法计算结果的0.65~1.35倍之间；多条地震波计算出底部剪力的平均值为振型分解反应谱法计算结果的0.8~1.2倍之间。

PART.

07

地震波方向的控制

根据建筑的复杂程度，时程分析时规范给出了单点单向激励及单点多向激励的控制原则；单向激励即沿结构单向输入地震波，从而计算地震反应；多向激励（三维地震）即从结构的两向或三向输入地震波，得到激励结果，其各向成分比例为X：Y：Z=1：0.85：0.65（主、次、竖）；当更改主震方向时，其各向成分比例调整为X：Y：Z=0.85：1：0.65（次、主、竖）。

▲时程曲线比例因子

PART.

08

时程分析结果的应用

根据上述选波的逻辑和方法选出地震波，计算出结构地震剪力，那么如何进行结构设计呢？

本文开篇提到了时程分析的结果，只是作为常规振型分解反应谱法的补充计算，这里“补充计算”的意思是，时程分析的目的只是用来验证我们常规的振型分解反应谱的结果是否合理和有没有漏洞的，因此时程分析的结果是不能直接用于结构设计的，而是通过比较时程分析法和反应谱法算出的楼层地震剪力大小，求得两者的比值，如果比值大于1.0则需要对相应楼层的反应谱法算出的地震剪力放大该比值的倍数，如果该比值小于等于1.0，则无需进行放大或缩小，按照反应谱结果进行设计即可。

了解了以上的原理，从项目投资角度，我们可以清晰地得出对超限结构地震剪力的设计思路，通过大量的分析计算，最终找到一组“理想”的地震波。使该组波计算出来的地震剪力尽量接近反应谱的结果，甚至比反应谱的结果还小，这样我们就仅需对结构进行少量的加强甚至不加强，从而达到提高项目投资效益的目的。

参考文献

[ 1 ]建筑抗震设计规范(GB50011 - 2010)；

[ 2 ]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3 - 2010)；

[ 3 ]王亚勇,结构时程分析输入地震动准则和输出结果解读[J] ,建筑结构,2017；

[ 4 ]安自辉，结构在罕遇地震下的强震记录选择[D]，西安建筑科技大学，2004；

[ 5 ]迈达斯软件结构期刊，结构帮。

文章来源：同辰建筑

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