前　言

随着强震动观测技术的发展，强震动观测数据的累积推动了结构抗震设计理论的发展。目前，在许多国家的抗震设计规范中，都将结构时程分析方法列为静力设计方法的必要补充，但对于高层建筑、大跨结构等特殊的结构形式及重要建设工程，要求强制使用结构时程分析方法。我国建筑结构抗震设计规范及相关标准中关于强震动记录选取的规定过于笼统，结构设计人员在面对大量的强震动记录数据时，缺乏明确的选取依据。本书搜集、整理了国内外现有的强震动记录数据，通过对地震参数进行统计，提出基于场地类型的改进反应谱谱值相关系数的经验公式，并将其应用于条件均值反应谱（Conditional Mean Spectrum，CMS）的建立中。同时，本书基于地震动衰减关系建立了地震参数与抗震设计参数的对应关系，将其作为选取强震动记录的筛选依据，进而明确了抗震设计规范中强震动记录选取的初选条件。另外，提出两种建立合理目标谱的方法：一种是基于地震动衰减关系的PGA目标谱的方法；另一种是基于地震参数建立EPA均值目标谱的方法。最后探讨了在地震安全性评价工作中实际强震动记录的选取及应用。

本书主要的研究内容及结论如下。

（1）通过对两万余条强震动记录进行统计分析，发现记录的加速度、速度及位移峰值和反应谱谱值的相关系数均随着场地的条件而变化，并提出基于场地类别的改进反应谱谱值相关系数的经验公式。改进后的经验公式改善了目标谱的场地特征，使其更符合场地条件的要求。

（2）针对抗震设计规范中关于强震动记录选取的相关条款，提出强震动记录选取的基本原则和具体方法，为完善相关规定提供参考依据。针对一般建设工程，依据地震动加速度峰值（PGA）衰减关系，提出同等设防PGA目标值对应的地震参数范围，建立断层距和地震设计分组的对应关系，进而确定强震动记录选取的初选条件。讨论结构地震响应和强震动记录反应谱谱值的关系，以典型框架结构为例确定匹配周期范围。结构位移反应与强震动记录反应谱的相关性分析表明，两者在结构自振周期前后的相关关系最显著，距离结构自振周期越远的反应谱谱值，其与结构反应的相关系数越小。匹配规范标准谱的强震动记录选取的基本原则为：以距离和场地条件为强震动记录的初步选取条件。根据结构自振周期确定匹配规范标准谱的周期范围，建议的周期范围为0.4T1～1.5T1，最后按实际记录与规范标准谱在周期范围内的均方差从小到大的顺序选取记录，记录的放缩系数限定在0.2～4范围内。

（3）基于地震动衰减关系建立PGA目标谱，并采用匹配目标分布的强震动记录选取方法。对于未进行地震安全性评价的一般建筑工程拟建场地，先利用PGA衰减关系确定同等PGA目标值下的等效震级和距离，再代入加速度反应谱衰减关系公式，确定与PGA目标值对应的反应谱，即PGA目标谱。PGA目标谱不仅是确定的均值谱，而且具有概率含义。PGA目标谱的分布及概率特性反映了地震动的不确定性，进而为结构反应的离散性提供一个合理的参考范围。

（4）将现有强震动记录数据按场地条件和断层距进行分组，建立了EPA均值目标谱。通过将EPA均值目标谱、PGA目标谱和规范标准谱进行比较可以发现，EPA均值目标谱与PGA目标谱的谱形相似，匹配效果优于规范标准谱。在采用规范标准谱作为强震动记录选取的目标谱时，可延长特征周期，减小地震设计1、2组，减小Ⅰ类场地和Ⅱ类场地的中长周期段反应谱谱值。

（5）探讨地震安全性评价工作中强震动记录的选取，结合不同等级的工程场地地震安全性评价，提出与之相适应的强震动记录选取目标谱及基本原则，建议如下。

①针对Ⅰ级安评的工程场地，采取基于设定地震的强震动记录选取方法。首先根据设定地震确定地震参数的初选条件，然后以场地设计谱作为目标谱，匹配场地设计谱选取记录。

②针对Ⅱ级安评和Ⅲ级安评的工程场地，采取建立条件均值目标谱的方法。即以场地设计谱上与结构特征周期点对应的加速度反应谱谱值为条件，利用设定地震的震级和距离等基于加速度反应谱衰减关系建立的条件均值目标谱，采取匹配条件均值目标谱分布的方法来选取强震动记录。

③针对Ⅳ级安评的工程场地，可根据目标PGA值，采取PGA目标谱的方法选取强震动记录。

本书简明扼要、通俗易懂，具有很强的专业性、技术性和实用性，本书是作者在攻读博士学位的研究内容的基础上编写而成的。本书可作为结构设计人员在结构时程动力分析中进行强震动记录选取的依据，也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。

由于强震动记录选取研究发展迅速，而作者学识有限，因此书中误漏之处难免，望广大读者批评指正。

作　者

2021年2月