远场类谐和地震波加速度反应谱的双峰特征分析*

曹国绒; 王博; 杨柯; 李哲; 刘伯权

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.202004021

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

远场类谐和地震波加速度反应谱的双峰特征分析*

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 远场类谐和地震波加速度反应谱的双峰特征分析*
- Analysis of the Bimodal Characteristics of Acceleration Response Spectra of Far‑field Harmonic‑like Ground Motions
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第3期页码：480-489
- 作者机构：
  
  长安大学建筑工程学院，陕西西安 710061
- 作者简介：
  
  曹国绒 (1995—)，女，博士研究生。主要从事工程结构抗震方向的研究工作。E-mail: cgrchd@163.com
  王博 (1985—)，男，教授，博士。主要从事工程结构抗震方向的研究工作。E-mail: chnwangbo@chd.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51708037;51978076);中央高校高新技术研究培育项目(300102280202)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.202004021
  中图分类号： P315.9
- 收稿：2020-04-09，
  
  修回：2020-11-11，
  
  纸质出版：2022-06-28
- 稿件说明：
移动端阅览
曹国绒,王博,杨柯等.远场类谐和地震波加速度反应谱的双峰特征分析*[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):480-489.

CAO Guorong,WANG Bo,YANG Ke,et al.Analysis of the Bimodal Characteristics of Acceleration Response Spectra of Far‑field Harmonic‑like Ground Motions[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):480-489.
曹国绒,王博,杨柯等.远场类谐和地震波加速度反应谱的双峰特征分析*[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):480-489. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202004021.

CAO Guorong,WANG Bo,YANG Ke,et al.Analysis of the Bimodal Characteristics of Acceleration Response Spectra of Far‑field Harmonic‑like Ground Motions[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):480-489. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202004021.

摘要

远场类谐和地震波作为一种特殊的长周期地震波，其加速度反应谱具有显著区别于其他类型地震波的双峰特征，本研究对其产生原因进行分析。首先，分析了集集地震和汶川地震中部分典型的远场类谐和地震动的运动特征；然后，基于希尔伯特‑黄变换时频域分析方法及等效简化法，分析了远场类谐和地震波时域特征对其加速度反应谱双峰特征的影响规律。结果表明，所选远场类谐和地震波加速度反应谱长周期段的峰值与高频段的峰值比（峰值比系数

）较大，对该地区内基本自振周期为5~7 s的高层结构影响显著；当远场类谐和地震波存在脉冲周期和脉冲幅值较大的类谐和脉冲时，其加速度反应谱表现出明显的双峰特征。

Abstract

Far-field harmonic-like ground motion is a special type of long-period ground motion， which has the bimodal characteristics in its acceleration response spectrum， significantly distinguished from other ground motions. The focus of this paper is the cause of bimodal characteristics. Firstly， the motion characteristics of typical far-field harmonic-like ground motions acquired from Chichi earthquake and Wenchuan earthquake were analyzed. Then based on the Hilbert-Huang Transform （HHT） time-frequency analysis and equivalent simplification methods， the influence of time-domain characteristics of far-field harmonic-like ground motion on the bimodal characteristics was analyzed. The analyzing results indicate that the ratio of peak value in long period part to that in the high frequency part （the peak ratio coefficient α） of the acceleration response spectrum for far-field harmonic-like ground motion is large， which significantly influences the high-rise buildings with the basic natural periods of 5~7s in this area. The bimodal characteristics of acceleration response spectra for far-field harmonic-like ground motions is caused by the harmonic-like pulse with larger pulse period and pulse amplitude in predominant component.

关键词

Keywords

references

Viens L ， Denolle M A . Long-period ground motions from past and virtual megathrust earthquakes along the Nankai Trough， Japan ［J］. Bulletin of the Seismological Society of America ， 2019 ， 109 （ 4 ）： 1312 - 1330 .

Rabiee R ， Chae Y . Adaptive base isolation system to achieve structural resiliency under both short and long-period earthquake ground motions ［J］. Journal of Intelligent Material Systems and Structures ， 2019 ， 30 （ 1 ）： 16 - 31 .

Kabir M R ， Billah A M ， Alam M S . Seismic fragility assessment of a multi-span RC bridge in Bangladesh considering near-fault， far-field and long duration ground motions ［J］. Structures ， 2019 ， 19 ： 333 - 348 .

Hu R P ， Xu Y L ， Zhao X . Long-period ground motion simulation and its impact on seismic response of high-rise buildings ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2018 ， 22 （ 7 ）： 1285 - 1315 .

王博 . 多类型长周期地震动作用下高层结构的动力行为与设计方法研究［D］. 西安：西安建筑科技大学， 2013 .

Wang B . Study on dynamic behavior and design method of high-rise structures under multi-type long-period ground motions ［D］. Xi'an ： Xi'an University of Architecture and Technology ， 2013 . （in Chinese）

颜桂云，方艺文，吴应雄，等 . 远场类谐和地震动下大底盘单塔楼隔震结构振动台试验研究［J］. 振动与冲击， 2018 ， 37 （ 18 ）： 86 - 94 .

Yan G Y ， Fang Y W ， Wu Y X ， et al . Shaking table tests on single-tower isolated structures with a large chassis under far-field harmonic-alike ground motions ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2018 ， 37 （ 18 ）： 86 - 94 . （in Chinese）

韩建平，石金辉 . 特殊长周期地震动作用下超限高层建筑结构地震响应分析［J］. 建筑结构， 2017 ， 47 （ 5 ）： 72 - 76 .

Han J P ， Shi J H . Seismic response analysis of an out-of-code high-rise building structure under special long-period ground motion ［J］. Building Structure ， 2017 ， 47 （ 5 ）： 72 - 76 . （in Chinese）

王博，刘伯权，吴涛，等 . 长周期地震动低频脉冲特性及反应谱分析［J］. 地震工程与工程振动， 2018 ， 38 （ 3 ）： 142 - 151 .

Wang B ， Liu B Q ， Wu T ， et al . Analysis of low-frequency pulse characteristics and response spectrum for long-period ground motions ［J］. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 142 - 151 . （in Chinese）

李英民，赵晨晓，谭潜 . 基于HHT地震动分量分离的长周期地震动界定方法［J］. 振动与冲击， 2018 ， 37 （ 7 ）： 164 - 171，219 .

Li Y M ， Zhao C X ， Tan Q . Classification method for long period ground motions based on component decomposition with HHT ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2018 ， 37 （ 7 ）： 164 - 171，219 . （in Chinese）

颜桂云，肖晓菲，潘钦锋，等 . 远场长周期地震动下高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能［J］. 地震工程与工程振动， 2019 ， 39 （ 2 ）： 99 - 110 .

Yan G Y ， xiao X F ， Pan Q F ， et al . Seismic absorption performance of base-isolated high-rise structures using friction pendulums subjected to far-field long-period ground motions ［J］. Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2019 ， 39 （ 2 ）： 99 - 110 . （in Chinese）

谭潜，李英民，向渊明，等 . 远场长周期地震动特征［J］. 地震工程与工程振动， 2019 ， 39 （ 5 ）： 177 - 188 .

Tan Q ， Li Y M ， Xiang Y M ， et al . Study on characteristics of far-field long period ground motion ［J］. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2019 ， 39 （ 5 ）： 177 - 188 . （in Chinese）

李慧 . 中、美、欧、日建筑抗震规范地震作用对比研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2011 .

Li H . The seismic action comparison between Chinese， American， European and Japanese seismic design codes for buildings ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2011 . （in Chinese）

李雪红，王文科，吴迪，等 . 长周期地震动的特性分析及界定方法研究［J］. 振动工程学报， 2014 ， 27 （ 5 ）： 685 - 692 .

Li X H ， Wang W K ， Wu D ， et al . The bounded method and characteristics analysis for long-period ground motions ［J］. Journal of Vibration Engineering ， 2014 ， 27 （ 5 ）： 685 - 692 . （in Chinese）

许智星，孙颖，谷音，等 . 长周期地震动参数及频谱特征［J］. 福州大学学报（自然科学版）， 2013 ， 41 （ 4 ）： 760 - 764 .

Xu Z X ， Sun Y ， Gu Y ， et al . The parameter and spectrum signature of long-period ground motion ［J］. Journal of Fuzhou University （Natural Science Edition）， 2013 ， 41 （ 4 ）： 760 - 764 . （in Chinese）

吕红山，赵凤新 . 适用于中国场地分类的地震动反应谱放大系数［J］. 地震学报， 2007 （ 1 ）： 67 - 76，114 .

Lyu H S ， Zhao F X . Site coefficients suitable to China site category ［J］. Acta Seismologica Sinica ， 2007 （ 1 ）： 67 - 76，114 . （in Chinese）

建筑抗震设计规范： GB 50011—2010 ［S］. 北京：中国建筑工业出版社， 2016 .

Huang N E ， Shen Z ， Long S R ， et al . The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and nonstationary time series analysis ［J］. Proceedings of the Royal Society ， 1998 ， 454 （ 1971 ）： 903 - 995 .

吴琛，周瑞忠 . Hilbert-Huang变换在提取地震信号动力特性中的应用［J］. 地震工程与工程振动， 2006 ， 26 （ 5 ）： 41 - 46 .

Wu C ， Zhou R Z . Application of Hilbert-Huang transform in extracting dynamic properties of seismic signals ［J］. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2006 ， 26 （ 5 ）： 41 - 46 . （in Chinese）

王博，杨柯，刘伯权，等 . 长周期地震动脉冲特性对RC框架结构响应的影响研究［J］. 西安建筑科技大学学报（自然科学版）， 2019 ， 51 （ 4 ）： 538 - 544 .

Wang B ， Yang K ， Liu B Q ， et al . Study on the influences of pulse characteristics for long-period ground motions on the response of RC frame structure ［J］. Journal of Xi'an University of Architecture & Technology （Natural Science Edition）， 2019 ， 51 （ 4 ）： 538 - 544 . （in Chinese）

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据