Abstract

A challenging task in earthquake engineering is investigation of engineering demand parameters under regional records of large earthquakes due to inherently low frequency of these events. Use of simulated records in such cases is a recent alternative. Ground motion simulations were traditionally performed to model physical processes in earthquake occurrences. Nowadays, simulations are also used for engineering purposes. However, detailed assessment of simulated records against real data including their effect on structural response is necessary. The aim herein is to explore how alternative simulation methods differ in terms of engineering demand parameters for multi-degree-of-freedom models and to find out their efficiency in design and assessment of base isolated structures. For this purpose, bare and base-isolated models of a 6-story steel moment-resisting frame are considered. Force-based, displacement-based and energy-based demands are evaluated due to real and simulated records of 2009 L′Aquila (Italy) event (Mw = 6.3). Ground motion simulation approaches include stochastic finite-fault method and hybrid integral-composite techniques. Analyses show that when seismological misfits between the real and simulated records are smaller, closer matches between their engineering demand parameters are observed. Finally, numerical results reveal that simulated motions validated against real data provide alternative sets particularly for regions with sparse observed records.

摘要

地震工程中的一项具有挑战性的任务是调查大地震的区域记录下的工程需求参数，因为这些事件的固有频率较低。在这种情况下使用模拟记录是最近的替代方法。传统上进行地震动模拟是为了模拟地震发生中的物理过程。如今，模拟也用于工程目的。然而，有必要根据真实数据对模拟记录进行详细评估，包括它们对结构响应的影响。本文的目的是探索替代模拟方法在多自由度模型的工程需求参数方面有何不同，并找出它们在基础隔离结构的设计和评估中的效率。以此目的，考虑了 6 层钢抗弯框架的裸露和基础隔震模型。基于 2009 年拉奎拉 (意大利) 事件 (Mw = 6.3) 的真实和模拟记录评估了基于力、基于位移和基于能量的需求。地震动模拟方法包括随机有限故障法和混合积分复合技术。分析表明，当真实记录和模拟记录之间的地震学失配较小时，可以观察到它们的工程需求参数之间的匹配度更高。最后，数值结果表明，针对真实数据验证的模拟运动提供了替代集，特别是对于观察记录稀疏的区域。基于 2009 年拉奎拉 (意大利) 事件 (Mw = 6.3) 的真实和模拟记录评估了基于位移和基于能量的需求。地震动模拟方法包括随机有限故障法和混合积分复合技术。分析表明，当真实记录和模拟记录之间的地震学失配较小时，可以观察到它们的工程需求参数之间的匹配度更高。最后，数值结果表明，针对真实数据验证的模拟运动提供了替代集，特别是对于观察记录稀疏的区域。基于 2009 年拉奎拉 (意大利) 事件 (Mw = 6.3) 的真实和模拟记录评估了基于位移和基于能量的需求。地震动模拟方法包括随机有限故障法和混合积分复合技术。分析表明，当真实记录和模拟记录之间的地震学失配较小时，可以观察到它们的工程需求参数之间的匹配度更高。最后，数值结果表明，针对真实数据验证的模拟运动提供了替代集，特别是对于观察记录稀疏的区域。可以观察到它们的工程需求参数之间的匹配度更高。最后，数值结果表明，针对真实数据验证的模拟运动提供了替代集，特别是对于观察记录稀疏的区域。可以观察到它们的工程需求参数之间的匹配度更高。最后，数值结果表明，针对真实数据验证的模拟运动提供了替代集，特别是对于观察记录稀疏的区域。