• ISSN 0258-2724
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基于伪加速度谱对云南地区抗震设计谱特征参数的分析

李晗 白羽 叶燎原 潘文

李晗, 白羽, 叶燎原, 潘文. 基于伪加速度谱对云南地区抗震设计谱特征参数的分析[J]. 西南交通大学学报. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20250355
引用本文: 李晗, 白羽, 叶燎原, 潘文. 基于伪加速度谱对云南地区抗震设计谱特征参数的分析[J]. 西南交通大学学报. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20250355
LI Han, BAI Yu, YE Liaoyuan, PAN Wen. Analysis of Characteristic Parameters of Seismic Design Spectrum in Yunnan Region Based on Pseudo Acceleration Spectrum[J]. Journal of Southwest Jiaotong University. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20250355
Citation: LI Han, BAI Yu, YE Liaoyuan, PAN Wen. Analysis of Characteristic Parameters of Seismic Design Spectrum in Yunnan Region Based on Pseudo Acceleration Spectrum[J]. Journal of Southwest Jiaotong University. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20250355

基于伪加速度谱对云南地区抗震设计谱特征参数的分析

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20250355
基金项目: 国家自然基金(52368019)
详细信息
    作者简介:

    李晗(1996—),女,博士研究生,研究方向为工程抗震,E-mail:lihankust@163.com

    通讯作者:

    白羽(1964—),男,教授,博士,研究方向为工程抗震,Email:baiyukust@163.com

  • 中图分类号: TU352

Analysis of Characteristic Parameters of Seismic Design Spectrum in Yunnan Region Based on Pseudo Acceleration Spectrum

  • 摘要:

    为研究规范设计谱在长周期段大阻尼反超小阻尼的问题,基于考虑结构真实惯性力的伪加速度反应谱理论,通过收集云南地区自2007年以来震级大于4.5级的强震记录,建立根据场地类别划分标准、震级大小、震中距和设计地震分组的分类体系,并采用全局和邻域变异的差分进化算法标定得到各类别下的标定参数平均值,在此基础上获取各因素对特征周期、放大系数谱平台值和衰减指数的影响,最终提出针对云南地区的参数建议取值. 研究结果表明:场地类别和震中距均与特征周期$ {T}_{\text{g}} $存在正相关性,根据标定结果对不同场地类别下的设计地震分组提出建议值,较规范建议值平均增大0.05 s;震中距和震级对放大系数谱平台值$ {\beta }_{\max } $的影响较弱,未展示出明确规律性,$ {\beta }_{\max } $的标定结果较规范取值偏大,综合考虑统计结果与工程安全冗余,建议云南地区$ {\beta }_{\max } $取值范围为2.575~2.675;阻尼比是影响衰减指数γ的最主要因素,γ与阻尼比$ \xi $之间的线性关系式量化了阻尼比对谱形衰减段的影响,为合理考虑阻尼效应提供了依据.

     

  • 图 1  景谷地震53JYP台站强震记录加速度反应谱

    Figure 1.  Acceleration response spectrum of strong earthquake record at 53JYP station of Jinggu Earthquake

    图 2  地震影响系数曲线

    Figure 2.  Seismic influence coefficient curve

    图 3  GLDE算法流程

    Figure 3.  Flowchart of GLDE algorithm

    图 4  DE与GLDE算法迭代曲线

    Figure 4.  Iteration curves of DE and GLDE algorithms

    图 5  GLDE标定谱与规范设计谱和反应谱对比

    Figure 5.  Comparison of GLDE calibration spectrum with code design spectrum and response spectrum

    图 6  特征周期-设计地震分组交互效应分析

    Figure 6.  Analysis of interaction effect between characteristic period and design earthquake group

    图 7  不同设计谱和反应谱对比

    Figure 7.  Comparison of different design spectra and response spectra

    图 8  不同阻尼比设计谱

    Figure 8.  Design spectra with different damping ratios

    表  1  不同场地类别特征周期统计结果

    Table  1.   Statistical results of characteristic period for different site categories

    场地类别Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
    特征周期/s0.30(48条)0.51(181条)0.83(18条)
      注:括号内为该类别下的强震记录数量,余同.
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    表  2  不同震级区间特征周期$ {T}_{\text{g}} $统计结果

    Table  2.   Statistical results of characteristic period $ {T}_{\text{g}} $ for different magnitude intervals

    震级 4.5~5.5级 5.5~6.5级 6.5~7.5级
    $ {T}_{\rm g} $/s 0.36(21条) 0.53(157条) 0.45(69条)
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    表  3  不同震中距分组特征周期$ {T}_{\rm g} $统计结果

    Table  3.   Statistical results of characteristic period $ {T}_{\rm g} $ (s) for different epicentral distance groups

    震中距/km0~3030~5050~100>100
    $ {T}_{\rm g} $/s0.32(36条)0.39(44条)0.48(84条)0.64(83条)
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    表  4  不同场地类别地震记录按Tg分区表

    Table  4.   Zoning table of earthquake records for different site categories according to Tg

    地震分组Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类
    第1组≤0.30≤0.40≤0.50≤0.70
    第2组(0.30,0.35)(0.40,0. 45)(0.50,0. 65)(0.70,0. 90)
    第3组≥0.35≥0.45≥0.65≥0.90
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    表  5  $ {T}_{\text{g}} $建议值

    Table  5.   Recommended values of characteristic period $ {T}_{\text{g}} $

    地震分组Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
    第1组0.250.350.40
    第2组0.350.450.80
    第3组0.550.750.95
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    表  6  不同场地类别$ {\beta }_{\max } $统计结果

    Table  6.   Statistical results of $ {\beta }_{\max } $ for different site categories

    场地类别 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类
    $ {\beta }_{{\mathrm{max}}} $ 2.96 2.93 2.76
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    表  7  不同震级分组$ {\beta }_{\max } $统计结果

    Table  7.   Statistical results of $ {\beta }_{\max } $ for different magnitude groups

    震级区间 4.5~5.5 5.5~6.5 6.5~7.5
    $ {\beta }_{\max } $ 3.08 2.89 2.95
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    表  8  不同震中距分组$ {\beta }_{\max } $统计结果

    Table  8.   Statistical results of $ {\beta }_{\max } $ for different epicentral distance groups

    震中距/km0~3030~5050~100>100
    $ {\beta }_{\max } $2.052.132.242.26
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    表  9  不同场地类别下按震中距进行设计地震分组$ {\beta }_{\max } $统计结果

    Table  9.   Statistical results of design earthquake group $ {\beta }_{\max } $ according to epicentral distance under different site categories

    地震分组Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
    第1组(0~50 km)2.732.752.41
    第2组(50~100 km)2.903.002.99
    第3组(>100 km)3.333.032.80
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    表  10  不同场地类别下按阻尼比分组γ统计结果

    Table  10.   Statistical results of γ according to damping ratio groups under different site categories

    阻尼比/% Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类
    5 1.40 1.39 1.37
    10 1.39 1.33 1.34
    15 1.37 1.29 1.31
    20 1.31 1.26 1.19
    30 1.24 1.20 1.10
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    表  11  不同震级分组下按阻尼比分组γ统计结果

    Table  11.   Statistical results of γ according to damping ratio groups under different magnitude groups

    阻尼比/%4.5~5.5级5.5~6.5级6.5~7.5级
    51.601.381.36
    101.611.331.30
    151.631.281.27
    201.541.241.24
    301.451.171.19
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    表  12  不同震中距分组下按阻尼比分组γ统计结果

    Table  12.   Statistical results of γ according to damping ratio groups under different epicentral distance groups

    阻尼比/%0~30 km30~50 km50~100 km>100 km
    51.441.531.341.34
    101.401.471.271.33
    151.371.441.231.31
    201.291.381.181.27
    301.181.311.131.21
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-09
  • 录用日期:  2026-07-03
  • 修回日期:  2025-12-25
  • 网络出版日期:  2026-07-20

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