Preliminary analysis of the structural seismic response observation data in Beijing recorded in Guye earthquake with magnitude 5.1
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摘要: 建筑结构地震反应观测是获取不同建筑结构在地震中的反应状态与特征的有效手段。河北省唐山古冶5.1级地震触发北京地区既有的建筑结构观测台阵，获得了丰富的建筑结构地震反应记录。开展台阵记录的初步分析，确定结构动力放大倍数和仪器烈度分布。分析发现，不同类型结构的动力放大倍数差异较大，钢结构较砌体结构的动力放大倍数更大。震中距较小的台阵的仪器烈度较大，最大达到2.5度。以第十九中学教学楼为例，开展单个观测台阵的地震记录分析，得到结构各楼层的水平向加速度分布，互功率谱分析得到结构振动的卓越频率。初步分析表明，基于观测记录数据分析能得到地震动特性和建筑结构动力特性参数，为了解区域建筑结构特性奠定有效数据基础。Abstract: Structural seismic response observation is an effective means to obtain the response state and characteristics of different building structures in earthquakes. Earthquake occurred in Guye District Tangshan City, Hebei Province with magnitude 5.1 triggered 10 structural seismic response observation arrays and abundant structural seismic response data were recorded. Preliminary analysis was carried out and dynamic amplification factors, instrument intensity as well were determined. Analysis results indicate that dynamic amplification factors are significantly different and steel frame structure has larger amplification factors than that for masonry structure. The array with short epicentral distances has larger instrument intensities with peak value of 2.5 degree. The No.19 Middle School is selected for data analysis in individual array. Horizontal accelerations are computed for floors and predominant frequencies are obtained based on cross-power spectrum analysis. Primary analyses suggest that the characteristic parameters can be achieved based on the observation recording data and it provides valid data base for understanding the structural characteristics.
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图 1 北京地区建筑结构地震反应观测平台的工作流程图
Figure 1. Workflow chart for the structural seismic response observation platform in Beijing
图 2 观测台阵记录的合成加速度峰值分布
Figure 2. Resultant accelerations recorded by arrays，characters in blue represent peak resultant accelerations on base floor and characters in red represent peak resultant accelerations
图 3 教学楼外立面图（a）和观测台阵测点位置简图（b）
Figure 3. Elevation of the teaching building（a），schematic diagram of the observation points in the array（b）
图 4 教学楼结构反应记录，左图东西向，右图南北向
Figure 4. Structural response recordings for the teaching building，left presents the east-west direction and right in north-south direction
图 5 唐山古冶地震中教学楼结构传递函数曲线（左图东西向，右图南北向）
Figure 5. The transfer function for the data recorded in the Teaching building（left presents the east-west directionand right in north-south direction）
表 1 北京地区建筑结构地震反应观测台阵建设情况统计表
Table 1. Statistical table for the structural seismic response observation arrays
序号 台阵名称 结构类型 台阵地点 建设时间 通道数/个 1 市防震减灾中心 框-剪 海淀区苏州街28号 2012年 36 2 海淀区政府 框-剪 海淀区长春桥路17号 2016年更新 12 3 昌平体育馆 钢结构 昌平区南环西路1号 2018年更新 128 4 第十九中学 框架 海淀区万泉河路83号 2019年 35 5 育翔回龙观学校 砌体 昌平区龙域南街5号 2019年 21 6 天通苑学校 砌体 昌平区天通苑西三区13号 2019年 15 7 昌平广电大厦 框-剪 昌平区南环东路1号 2019年 30 8 白家庄小学 砌体 朝阳区三里屯南路40号 2019年 15 9 房山区政府 框-剪 房山区政通路1号 2019年 21 10 延庆国际会展中心 框架 延庆区延庆镇庆园街65号 2019年 18 11 海淀北部文化中心 框-剪 海淀区白家疃东路17号院 2019年 24 12 顺义区行政中心 框-剪 北京市顺义区华中路 2020年 30 
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表 2 结构观测台阵记录的峰值加速度分布
Table 2. Peak acceleration distribution recorded by arrays
台阵名称 水平向加速度
峰值/（cm•s–2）垂直向加速度
峰值/（cm•s–2）昌平体育馆 14.1 12.2 第十九中学 7.7 6.0 育翔回龙观学校 7.4 3.0 天通苑学校 4.9 1.1 昌平广电大厦 11.8 1.9 白家庄小学 9.1 2.9 房山区政府 4.9 2.0 海淀北部文化中心 0.6 1.4 延庆国际会展中心 0.6 0.1 顺义区行政中心 8.2 8.0
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表 3 结构加速度动力放大倍数和仪器烈度计算值
Table 3. Structural dynamic amplification factor and instrument intensity
台阵名称 基底加速度
峰值/（cm•s–2）结构加速度
峰值/（cm•s–2）放大倍数 仪器烈度 昌平体育馆 2.5 17.9 7.2 1.5 第十九中学 1.8 7.7 4.3 1.1 育翔回龙观学校 2.1 8.3 4.0 1.3 天通苑学校 3.1 5.4 1.7 1.8 昌平广电大厦 2.2 11.7 5.3 1.3 白家庄小学 3.4 9.1 2.7 1.9 房山区政府 1.6 6.2 3.9 1.0 海淀北部文化中心 0.7 1.4 2.0 0 延庆国际会展中心 0.8 2.8 3.5 0 顺义区行政中心 5.1 11.7 2.3 2.5
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表 4 教学楼结构观测台阵记录的楼层加速度峰值
Table 4. Story peak acceleration recorded by the observation array
楼层 东西向加速度
峰值/（cm•s–2）南北向加速度
峰值/（cm•s–2）顶层 7.82 7.40 五层 6.04 6.38 四层 5.60 6.09 三层 3.13 4.41 二层 2.36 2.56 一层 2.23 1.74 地下一层 1.69 1.58
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[1] 谢礼立, 于双久, 等. 强震观测与分析原理[M]. 北京: 地震出版社, 1982 [2] 周正华,李铁,代志勇,等. 建筑结构地震反应观测系统[J]. 地球物理学进展,2004,19(4):868-872 doi: 10.3969/j.issn.1004-2903.2004.04.027 [3] 李鸿晶,朱士云,Mehmet Celebi. 强震观测建筑结构的地震反应分析[J]. 地震工程与工程振动,2003,23(6):31-36 doi: 10.3969/j.issn.1000-1301.2003.06.005 [4] 王飞,刘英华,任志林,等. 北京市防震减灾中心结构地震反应观测及振动特性识别[J]. 震灾防御技术,2015,10(3):539-546 doi: 10.11899/zzfy20150307 [5] 尹建华,冀昆,崔建文,等. 基于中远场小震结构台阵观测数据的地震响应分析[J]. 震灾防御技术,2018,13(4):911-920 doi: 10.11899/zzfy20180418 [6] 金星,韦永祥,陈学良,等. 隔震建筑结构的强震观测与初步分析[J]. 地震工程与工程振动,2007,27(6):181-188 doi: 10.3969/j.issn.1000-1301.2007.06.028 [7] 金星,韦永祥,张红才,等. 基于强震观测的隔震结构地震反应分析[J]. 地震工程与工程振动,2009,29(2):19-28 [8] Sun H,Büyüköztürk O. The MIT Green Building benchmark problem for structural health monitoring of tall buildings[J]. Structural Control and Health Monitoring,2018,25(3):1-17 [9] Zhang R,Chen Z,Chen S,et al. Deep long short-term memory networks for nonlinear structural response prediction[J]. Computers & Structures,2019,220:55-68 -
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