考虑地震动输入危险一致性的广义强度指标条件目标谱研究

Along with the increasing application of structural nonlinear time-history analysis of major engineering structures in China, it is of great significance to study the seismic ground motion input that fits into the framework of the new generation of PBEE(performance based earthquake engineering). This study will propose one generalized IM target conditional spectrum in ground motion selection which could comprehensively consider both the seismic hazard consistency and parameter sufficiency. Firstly, the correlation coefficient prediction model is established for generalized IM(Intensity Measurement)s based on the ground motion records from NSMONS (since 2007) in China. The vector-deaggregation method will then be established based on the CPSHA procedure which could consider the hazard consistency for generalized IMs. The generalized IM conditional target spectrum will be used for ground motion input selection and applied in the computation of engineering demand curve in new generation of PBEE. An improved engineering demand computation method will be proposed according to total probability theory frame of the new generation of PBEE, that is to closely link with the CPSHA results in engineering practice of China. The research results are meaningful for development of the seismic risk and loss control in PBEE.

随着近年来我国重大工程结构弹塑性时程分析的应用日益广泛，新一代性态地震工程理论框架下的地震动输入具有重要研究意义。本项目拟提出一种可以兼顾场址地震危险性与地震动参数完备性的广义条件目标谱用于指导记录选取。首先基于我国07年至今的数字强震动观测记录构建广义地震动参数指标（IM）相关系数的预测模型；进而在我国地震概率危险性分析（CPSHA）的现有框架和产出的基础上，提出兼顾多IM指标地震危险一致性的广义设定地震向量解耦算法；最后在新一代性态地震工程的全概率决策模型下，对传统的工程概率需求计算方法进行改进，通过广义条件目标谱在记录选取层面上实现对地震动危险性的控制，最终得到与我国CPSHA结果产出很好衔接的工程参数概率需求曲线计算方法。研究成果直接服务于基于性态抗震设计和地震风险损失控制。

随着我国土木工程大规模建设，层出不穷的新、重、特大工程抗震时程分析对地震动输入提出了更高的要求，仅仅依靠抗震设计规范给出的峰值加速度和设计谱确定地震动输入过于笼统，忽略了地震构造环境不同造成的不同区域地震危险性的差异。现代地震动输入不仅要求兼顾包括谱加速度在内的多个地震动强度指标（IM），同时要与所在场址的地震概率危险性分析(PSHA)结果很好匹配，进而与最新一代性态地震工程 (PBEE) 的全概率决策模型衔接。.本项目以我国地震概率危险性分析（CPSHA）的现有框架和产出作为基础，提出了一套基于Copula函数的向量PSHA算法，实现了广义条件目标谱概率危险水平的高效评估；基于我国强震动观测记录构建了广义 IM 指标的相关系数预测模型；系统研究并提出了考虑设定地震微元权重贡献的广义条件目标谱，并为其设计了一套基于遗传算法的强震动记录选取方案。在新一代性态地震工程（PBEE）全概率决策框架下，以广义条件目标谱作为桥梁，发展了与 CPSHA产出很好衔接的工程参数概率需求曲线方法（改进条带法）。本项目较完整地完成了预定研究目标，共计发表期刊论文21篇，其中9篇被SCI&EI检索，10篇被EI检索，出版《工程地震动输入》学术专著一部（第二作者）。