一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法与流程

本发明涉及土木工程结构的抗震设计，具体涉及一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法。

背景技术：

1、近断层地震动一般指断层距小于20 km范围内的地震动，由于受破裂方向性效应、上盘效应、滑冲效应及显著的长周期成分等影响，其时-频域特性与远场地震动存在显著差异，对工程结构的破坏力更强。加速度设计反应谱是结构抗震设计的重要基础，国内外研究表明，近断层脉冲型地震动的长周期段反应谱显著高于常规地震动，采用基于中远场记录得到的设计反应谱进行近断层结构设计偏于不安全。

2、在现行规范方面，欧洲规范euro code 8仅提出近断层区反应谱不低于常规谱但未给出明确修正系数；美国加州桥梁抗震规范通过放大系数对长周期段进行调整；我国《建筑抗震设计规范》规定断层距5 km内谱加速度乘以1.5增大系数、5～10 km乘以不小于1.25的系数；而我国桥梁抗震相关规范则仅建议避让断层，对设计谱修正未作明确要求。现有修正方法多基于峰值放大，未能系统考虑近断层地震动在放大系数、特征周期及衰减指数等方面的综合变化规律，所以（1）现有规范对近断层地震动规准谱的特征周期和衰减指数的取值主要依据中远场记录确定，未能充分反映近断层地震动在长周期频段内的频谱特性。

3、（2）现有规范或相关研究对规准谱长周期段的谱幅值规定较为粗略，难以准确刻画近断层地震动长周期成分突出的特点。

4、（3）现有规范中规准谱对不同场地类别的区分不够细致，各场地类别间的谱形参数的区别仅体现为特征周期。

5、因此，针对上述问题，就需要一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法，以解决现有技术中存在的修正方法多基于峰值放大，未能系统考虑近断层地震动在放大系数、特征周期及衰减指数等方面的综合变化规律，的技术问题。

2、本发明采用的技术方案是，包括：

3、根据目标结构工程地址的场地类型，匹配设计规准谱的特征周期tg；

4、根据目标结构工程地址的场地类型，匹配设计规准谱的第一衰减指数γ1；

5、再根据第一衰减指数γ1，结合目标结构工程地址的场地类型，匹配规准谱的第二衰减指数γ2；

6、再针对近地震断层区域，根据特征周期tg、第一衰减指数γ1 和第二衰减指数γ2 设计规准谱公式，计算规准谱幅值。

7、进一步，所述的目标结构工程地址的场地类型包括五类，分别为ⅰ0类场地、ⅰ1类场地、ⅱ类场地、ⅲ类场地和ⅳ类场地；

8、若场地类型是ⅰ0类场地，则tg取0.70s；若场地类型是ⅰ1类场地，则tg取0.75s；若场地类型是ⅱ类场地，则tg取0.85s；若场地类型是ⅲ类场地，则tg取1.05s；若场地类型是ⅳ类场地，则tg取1.10s。

9、进一步，所述的根据目标结构工程地址的场地类型，匹配设计规准谱的第一衰减指数γ1；若工程场地是ⅰ0类场地和ⅰ1类场地，则γ1取1.00；

10、若工程场地是ⅱ类场地，则γ1取1.05s；

11、若工程场地是ⅲ类场地和ⅳ类场地，则γ1取1.10s。

12、进一步，所述的根据第一衰减指数γ1，结合目标结构工程地址的场地类型，匹配规准谱的第二衰减指数γ2；包括：

13、ⅰ0类场地和ⅰ1类场地，第二衰减指数γ2，计算表达式如下：

14、

15、ⅱ类场地、ⅲ类场地和ⅳ类场地，计算表达式如下：

16、。

17、进一步，所述的设计规准谱公式，计算规准谱幅值，包括：

18、当近地震断层区域特征周期t处于0s-0.1s，计算规准谱幅值β(t)的表达式如下：

19、β(t)=1.0+10·(βmax-1.0)·t；

20、当近地震断层区域特征周期周期t处于0.1s-0.8tg，计算规准谱幅值β(t)的表达式如下：

21、β(t)=βmax（平台段常数）

22、当近地震断层区域特征周期t处于0.8tg-1.5tg，计算规准谱幅值β(t)表达式如下：

23、

24、当近地震断层区域特征周期t处于1.5tg-5.0tg，计算规准谱幅值β(t)表达式如下：

25、β(t)=(tg/t)γ1·βmax；

26、当近地震断层区域特征周期t处于5.0tg-10s，计算规准谱幅值β(t)表达式如下：

27、β(t)=5.0γ1-γ2·(tg/t)γ2·βmax。

28、进一步，本发明提供一种计算机存储介质，其存储介质上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中任一项所述的一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法。

29、进一步，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序指令，以实现上述中任一项所述的方法。

30、进一步，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的方法。

31、由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：

32、1.消除了实际下降趋势不符所带来的保守偏差，能更准确地反映近断层地震动的真实频谱特性，尤其是长周期脉冲特征，为近断层区域桥梁、建筑等工程结构的抗震设计提供了更为合理的设计依据。计算了各组场地类别下本发明规准谱与现有规范谱。

1.一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法，其特征在于，所述的目标结构工程地址的场地类型包括五类，分别为ⅰ0类场地、ⅰ1类场地、ⅱ类场地、ⅲ类场地和ⅳ类场地；

3.根据权利要求1所述的一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法，其特征在于，所述的根据第一衰减指数γ1，结合目标结构工程地址的场地类型，匹配规准谱的第二衰减指数γ2；包括：

5.根据权利要求1所述的一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法，其特征在于，所述的设计规准谱公式，计算规准谱幅值，包括：

6.一种计算机存储介质，其存储介质上存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述的一种针对近地震断层区域的设计规准谱幅值计算方法。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序指令，以实现权利要求1-5中任一项所述的方法。

8.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的方法。