非一致地震激勵(lì)下地面運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)研究現(xiàn)狀

谷 凡，王 闊，王 超，蘇靈子，郭嘉寧

（沈陽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110168）

在地震過程中，地震波的能量傳遞經(jīng)過不同路線、介質(zhì)和場地后，到達(dá)外層地表的時(shí)間也有所差異。這種地震動(dòng)的空間變異性能夠?qū)е碌孛娼ㄖY(jié)構(gòu)的非一致地震激勵(lì)，主要體現(xiàn)為作用在建筑結(jié)構(gòu)上的地震波在相位、幅值以及頻譜分布上存在差異性。由此，形成了地震動(dòng)空間變異性的主要特性：行波效應(yīng)、失相干效應(yīng)、局部場地效應(yīng)和衰減效應(yīng)。對于跨度不大的建筑結(jié)構(gòu)，其空間變異性引起的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算誤差可忽略不計(jì)；而對于大跨度結(jié)構(gòu)而言，空間變異性引起的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算誤差將被放大。

1 非一致激勵(lì)模型的獲取

非一致激勵(lì)模型的獲取，可以先求得各地面平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)加速度自功率譜，自功率譜值與地震波經(jīng)過的場地類型密切相關(guān)，反映出地震動(dòng)空間變異性的局部場地效應(yīng)；然后計(jì)算各場地之間的地面平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)加速度互功率譜，從中可獲得不同場地地震激勵(lì)的相位差及各相干模型，反映出不同場地的行波效應(yīng)及失相干效應(yīng)；最后可得到地震激勵(lì)的互功率譜矩陣。

建立相干模型及確定相干函數(shù)是非一致地震激勵(lì)模型研究的重點(diǎn)，國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了廣泛研究并取得相應(yīng)成果。Loh 等[1]結(jié)合SMART-1 臺(tái)陣的地震動(dòng)記錄，詳細(xì)研究了地震波速度與地震影響系數(shù)兩個(gè)參數(shù)沿場地的變化特性，并指出地震波的相位速度和grep位移譜的角頻率是差分grep 位移均方預(yù)測的控制因素。……