摘要
工程结构抗震设计中，一般采用抗震设计反应谱值来表征工程结构需要考虑地震作用，反应谱根据地震区划图和场地条件进行确定。关于抗震设计反应谱取值的研究主要从两个思路开展，其一是根据数值模拟方法计算得到符合要求的对应反应谱取值，另外一种根据强震动观测记录统计分析的思路开展。随着近些年来强震动观测记录的不断积累，数量与质量的不断提高，越来越多的科研工作者在研究地震反应谱谱形以及参数时都会选择基于强震动记录的统计方法。 本文相关研究工作基于美国NGA-West2数据库和日本KiK-net数据库，选取震级在6.0-8.0级之间，距离在0-200km之间，PGA在50gal以上强震动地震动观测记录开展了归一化反应谱统计分析研究。统计分析共计选取NGA-West2数据四种场地一共2055条记录，其中Ⅰ类场地437条记录、Ⅱ类场地1247条记录、Ⅲ类场地363条记录；在KiK-net数据库中共计选取了1788条记录，其中Ⅰ类场地573条记录、Ⅱ类场地972条记录、Ⅲ类场地243条。本研究工作在以上强震动观测数据的基础上，主要对归一化反应谱开展了统计分析，主要完成了以下相关研究工作。 （1）在现有研究工作、两个强震动观测数据库基础资料和中日美三国场地分类标准的基础上，开展了对本文选用强震动观测数据获取台站场地进行了场地分类标准的统一；采用Vs30进行场地类别划分，将所有强震动观测数据获取台站场地分类统一确定为中国场地分类采用的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地。 （2）基于两个数据库记录，开展了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类上归一化谱谱值与震级、震中距关系的研究。本文相关得到了不同震级、震中距对应的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上平均归一化反应谱值，统计结果表明，归一化谱与震级的相关性更为明显。 （3）基于归一化谱统计结果，线性拟合得到不同周期对应的归一化反应谱谱值回归系数，并分析了归一化反应谱值随震级变化的规律；通过拟合参数以及归一化反应谱与震级的关系分别得到了Mw为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0时反应谱形，并分析了规律；最后利用拟合参数得到了不同场地上在同一震级下反应谱的变化关系，并与抗震设防用反应谱谱形进行了比较。统计分析和比较结果表明，现行设防用反应谱谱形可能导致对长周期地震作用的低估。
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