改进的强震地面运动功率谱模型：性能评估与工程应用

本文主要探讨了对已有强震地面运动功率谱模型的改进，针对地震动功率谱在低频区域模拟实际地震动能量分布的不足，以及保持模型简洁实用性的需求。研究者彭凌云、周锡元和李小军在2011年的《北京工业大学学报》中提出了两种修正模型——修正金井清模型和修正胡聿贤-周锡元模型。 首先，他们推导出了这两种新型功率谱特征下的单自由度结构随机响应计算公式，这些公式对于理解和预测地震动对建筑物的影响至关重要。他们对包括金井清谱、Clough-Penzien模型、改进的Clough-Penzien模型、胡聿贤-周锡元模型、杜修力模型、欧进萍模型、颇明模型和洪峰模型在内的六种主流地震动功率谱模型进行了对比分析。 研究表明，修正胡聿贤-周锡元模型在设计上更为简洁，它能有效地描述强震地面运动的频域能量分布，特别是在低频区域的准确性较高。这种模型在模拟平稳随机过程作用下，结构的随机响应与实际加速度时程样本吻合度高，因此在工程实际应用中表现出较好的适用性。 相比之下，修正金井清模型针对金井清模型在低频区域能量偏大的问题进行了改进，提供了一个更加精准的功率谱估计。通过考虑震源功率谱、波的传播效应和局部工程场地过滤作用，这个模型能够更全面地反映地震动的实际特性。 总结来说，这篇论文的贡献在于提供了更精确的地震动功率谱模型，这对于地震工程设计、结构抗震分析和风险评估具有重要意义。通过对比实验和理论分析，作者证实了修正模型在提升地震动力学模拟的精度和实用性方面的价值，为地震工程领域的研究和发展奠定了坚实的基础。