1.2　国内外研究现状

强震动记录选取的研究始于20世纪末，21世纪初美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）开展了对强震动记录特征的深入研究，受到研究者的广泛关注。强震动记录受地震震源、传播路径及场地等因素的影响，具有随机性，难以用某个地震参数准确估计。随着对地面运动特征的认识，强震动记录选取的研究逐步深入。强震动记录选取研究从地震参数开始，发展到地震动参数，包括地震动强度参数，如PGA、EPA（Effective Peak Acceleration，有效峰值加速度）等和各种特定含义下的目标谱，如UHS（Uniform Hazard Spectrum，一致概率谱）、CMS（Conditional Mean Spectrum，条件均值谱）等。

1.2.1　国外研究现状

强震动记录选取的主要依据是拟建工程场地未来地震及地震动的预测结果，目的是选取代表该场地可能遭遇地震动大小的地震地面运动时程。目前，地震危险性分析的主要结果包括设定地震和地震动参数。设定地震和地震动参数是强震动记录选取的重要依据。设定地震以地震震级、距离、震源机制等地震参数表示，设定地震动参数包括地震动峰值和场地设计反应谱。

根据概率地震危险性分析结果，强震动记录选取的研究可分为：基于设定地震参数、基于单一设定地震动峰值及基于目标谱3类方法。另外，结构时程分析的目的不同，选取和放缩的方法也不同。

1.2.1.1　基于设定地震参数的强震动记录选取研究

1.震级（M）和距离（R）

震级和距离是描述建设工程场地未来可能遭受地震影响的最为直接的参数，因此，很多研究者都将其作为强震动记录选取的重要参数或初始标准。Bommer J.J.、Acevedo A.[86]和Stewart J.P.等人[120]分别考虑将地震震级作为一个重要的选择参数，从而研究设定地震的震级范围。Stewart J.P.等人提出了震级范围为±0.25Mw，而Bommer J.J.和Acevedo A.推荐地震震级范围为±0.20Mw。其他的研究[81,82,88,112,114,102]验证了非线性结构位移反应对地震震级M的弱相关性。

总之，在强震动记录的选取过程中，地震震级对不同的结构反应参数产生的影响不同。震级和距离已被视为初始标准或辅助标准。

2.场地条件VS30

场地条件对强震动记录及反应谱的影响较为显著。国外一般使用地表以下30m等效剪切波速VS30作为场地分类的指标。Bommer J.J.和Scott S.G.[87]通过对一个由1600个加速度记录组成的强震数据库进行分析，定量地评估场地对强震动记录选取的影响，发现同时使用震级、距离和场地条件来选取强震动记录比使用震级和距离大幅减小了可选记录的数量，为确保有合理数量的强震动记录，建议在某些情况下放宽场地分类匹配的标准。在记录数量可保证的前提下，将场地条件作为一个重要的选择参数。

3.震源机制

Kawaga T.等[109]研究发现在1s周期范围内由埋藏破裂型地震产生的地面运动明显强于地表破裂引起的地面运动。此外，Kappos A.等通过弹性和非弹性结构的强度和位移反应分析，研究了不同的地震构造环境对强震动记录的影响[108,109]。以上研究已证实破裂机制、断层及方向性等对强震动记录具有影响。Dhakal P.R.等[93]提出了一些具体的标准，如根据地震震级、震源距、区域地震构造的特点和场地条件来选取记录。然而，使用地震震源机制等参数可能显著地减小可接受强震动记录的数量。此外，地震构造环境对结构反应的影响仍然没有得到很好的解释，因此，除某些特殊情况外，在强震动记录选取中没有必要进一步细化地震震源机制等参数。

4.持续时间

强震的持续时间（简称持时）以不同的方式影响各类损伤指数。基于峰值响应的损伤指标不依赖于持续时间，而基于能量和疲劳损伤的损伤指标与持续时间相关。Hancock J.和Bommer J.J.[96]认为持续时间是次要的预测参数，并指出建立持续时间和损伤之间的直接相关性都是徒劳的。Iervolino I.等[101]已证实，在单自由度系统的非线性响应中，基于位移的需求反应与持续时间没有相关性，而基于能量模型（如延性和等效周期）的需求反应会受到持续时间的影响。事实上，在循环荷载下，结构表现出的刚度或强度退化对运动的周期和振动持续时间比较敏感。现代抗震设计规范（如ASCE标准004-98[80]）建议选定记录的持续时间应能代表一个场地的地震危险程度分析水平。此外，Malhotra K.P.[113]提出强震动记录的选取应考虑谱形状和显著持续时间。

由以上研究可见，地震参数与结构地震反应的直接相关性并不显著，以设定地震为条件的选取方法得到的结构反应的离散性较大。但地震参数作为地震记录的重要参数，反映了场地、震源及距离等地震工况信息，在强震动记录的选取过程中必不可少。因此，将震级、距离及场地条件作为强震动记录选取的初始条件进行研究，是十分必要的。

1.2.1.2　基于单一设定地震动参数的强震动记录选取研究

为得到对结构破坏起主要作用的强震动数据，应采用与地震惯性力密切相关的地面运动最大加速度PGA作为强震动记录选取的参数。另外，考虑强震动记录的地震构造和场地特征，有研究者提出将最大加速度与最大速度的比（A/V）作为强震动记录选取过程的辅助指标。Tso W.K.等[124]和Sawada T.等[118]研究了强震动记录的最大加速度与最大速度的比（A/V），提出该参数与地震震级、震源距及加速度的频率成分有关。然而，这个特殊的指数不能被视为强震动记录选取的唯一标准，而仅可作为一个备选的附加条件，应用于强震动记录的选取过程中。

Shome N.和Cornell C.A.[119]等根据震级和断层距建立备选记录库，然后随机挑选若干条记录，以评估一栋5层楼高的建筑的非线性地震反应。强震动记录的选取基于4组不同的目标M-R值。最后将结构基本自振周期下的加速度反应谱Sa(Ti)的目标值和所选记录Sa(T1)之比作为放缩系数，按此系数将强震动记录加速度时程进行放缩。结果表明，对于中等周期结构（如1s左右），在结构基本自振周期下的反应谱值与结构非弹性的需求（如位移）密切相关。因此，利用该方法在给定Sa(Ti)的条件下，可使用相对较少的记录得到结构需求反应的分布情况。研究显示Sa(T1)相比PGA具有优越性，提出使用结构基本自振周期下的加速度反应谱值Sa(T1)的强震动记录选取和放缩方法[119]。

另外，ATC-58项目研究了结构反应参数的分布情况。其地面运动选取和放缩方法主要是针对结构破坏及结构失效统计回归结构反应参数的累计分布函数。该方法可分为选择和放缩两个过程。首先，确立与指定地震震级和震中距范围相符的强震动记录库。两个强震动记录数据库分别有25对记录的备选库，一个是近断层地面运动库，地震震级为6.5及以上，震中距在15km以内，适用于建筑结构位于活跃断层带的抗震分析；另一个是远场址地面运动库。在备选库中随机选取11条记录，然后调整加速度时程，放缩系数为结构性能确定的结构反应加速度值和随机选取的11条记录在结构基本周期T1处的加速度谱值Sa(T1)的比值。

该类方法是与结构相关的，以研究结构反应分布为前提的强震动记录选取方法。一般以地震参数为强震动记录选取的初选参数，以结构基本自振周期对应的目标反应谱值为放缩依据，来研究结构反应分布。该方法没有考虑结构进入塑性阶段后特征周期变化对记录选取的影响。有研究已经表明，对于高层建筑等长周期建筑[92]或用于单自由度及多自由度系统的非弹性分析的近场地面运动，该方法不一定有效，且不充分。此外，由于该方法需要估计结构的基本周期，因此在确定周期过程中可能引入偏差。

Hutchinson T.C.等[99]建议，为减小不确定性，在预测桥梁结构的近断层地震动的弹塑性位移需求时应用位移方法。这种强度指标使用两个结构特征周期的弹性位移谱的均值，即弹性周期Tel和峰值位移的割线周期Tsec。

Luco和Cornell提出了与峰值位移有关的特定结构的强度指标IMS，提出了6个体现结构信息的强度指标IMS。前4个强度指标IMS涉及弹性、非弹性、等效和有效的第一模态的振动特性，而剩下的2个强度指标考虑第2个模态。Luco和Cornell对钢框架建筑（中长周期结构）的非线性动力的分析结果进行参数线性回归分析，以量化强度指标的效率。Tothong和Cornell提出了一个近似的关于IM1I,2E的地震动衰减关系，以便估计相应的危险曲线。此外，由于IM1I,2E衰减关系与Sa有直接关系，因此其使用范围相对有限。

1.2.1.3　基于目标谱的强震动记录选取研究

傅里叶谱和反应谱是目前分析地震地面运动记录的最直接的方式和途径之一。傅里叶谱只反映了地震地面运动的频率特性，它与结构反应没有直接的相关关系。反应谱是地震地面运动对一组具有相同阻尼、不同自振周期的单质点体系的最大反应，它反映了包括结构在内的地震地面运动的全貌，对工程应用具有十分重要的意义。

1932年，研究者将反应谱作为一种描述地面运动及结构反应的实用工具，引入地震工程的研究工作中，此后，地震反应谱概念被广泛接受并应用于实际工程抗震设计中。目前，反应谱作为地震工程学的重要核心概念，是线性单自由度体系对地面运动的某个量值（加速度、速度和位移）的峰值反应。设计反应谱是结构抗震设计所采用的反应谱，它有效地代表了抗震设计对地震地面运动的强度和频谱特性的要求，是强震动记录选取的重要匹配目标。对于没有实际记录的场地，可以选择与类似地震环境相匹配的强震动记录，相似的地震环境包括地震震级、距离、震源机制、场地条件等地震动参数。设计谱由一组地震地面运动反应谱经标准化，即通过放缩使每个地面运动记录都具有相同的峰值加速度，从而统计分析得到谱值的平均值和标准差。对于对数正态概率分布，50%非超越概率代表谱值的中位值，84.1%非超越概率的代表值约为平均值加一个标准差。将这样具有一定超越概率的光滑谱曲线理想化为一系列直线段后即为设计谱。

目标谱谱形匹配方法是目前最常用的强震动记录选取方法之一。谱形匹配方法是将实际记录的加速度反应谱与目标谱进行比较，选取与目标谱接近的实际强震动记录。同时，随着概率地震危险性分析的发展与应用，强震动记录匹配方法从匹配确定性均值反应谱发展为匹配概率含义的目标谱分布。根据不同的抗震设计需求，目标谱定义不同，可分为均值反应谱、场地一致概率谱及条件概率均值谱等。根据目标谱的表达方式的不同，匹配目标谱的方法又可分为目标谱均值匹配方法和目标谱分布匹配方法。

1.基于M-R子库的均值目标谱

Youngs R.R.等[126]开发设计了地震动数据库DGML，用于通过结构时程分析来选取强震动记录时程。利用地震动数据库进行选取记录的原理是通过地震参数建立强震动记录子集，再利用谱形匹配程度参数选取记录。首先，将地震震级M和震源距R分组形成记录子集。在确定震级和震源距时，借助地震危险性分析得到对场地危害起主导贡献的震源的震级和震源距。然后，取M-R子库的平均反应谱作为目标谱。最后，匹配目标谱谱形，从而选取强震动记录。强震动记录数据来自加州强震计划CSMIP和PEER数据库。在匹配谱形选取记录时，可使用均方差（MSE）和斜率系数（Slope）两个匹配指标

式中，ti为周期，n为周期范围，Sat为均值目标谱值，Sar为记录反应谱值。

基于地震数据库的方法概念明确、计算量小，但均值目标谱的建立依赖于现有强震动记录的数据量、震级和距离的分组情况。若地震震级和距离范围大，则可选记录的数量多，反之，可选记录的数量少，但可避免不合理的放缩。地震震级、距离范围和记录数量相互制约，应结合实际情况进行取舍。

2.场地一致概率谱

对于重要建设工程，一般都要进行地震安全性评价，根据场地地震危险性分析（Probabilistic Seismic Hazard Analysis，PSHA）的结果进行抗震设计。一致概率谱（Uniform Hazard Spectrum，UHS）是概率地震危险性分析的主要结果[31]，是工程结构抗震设计确定地震作用的主要依据[2]，可将其作为设计反应谱。首先，对工程场地进行概率地震危险性分析和计算。然后，根据结构重要性确定目标超越概率，对于任意周期的谱值，对应的超越概率是一致的。将这些谱值绘制在对应的周期点上，即为一致概率谱。一致概率谱是不同周期点反应谱值的包络线，并不是某一次地震事件的结果，其上的每个周期点都是由不同的地震事件所得的。场地一致概率谱是给定概率下的均值目标谱。

3.条件概率均值谱

传统PSHA给出了地面运动某一地震动参数的年超越概率。如某一给定周期下的谱值，该分析可重复在不同的周期上进行，同时给定各周期谱值作为一致概率谱[52]。但一致概率谱的核心是一组单一谱值的临界值，不能视为不同周期下同时产生的谱值。Bazzurro P.和Cornell C.A.[83]通过进行矢量的概率危险性分析，得到不同周期下的同时发生的谱值。Jack W.B.和Cornell C.A.[103]通过对相关系数进行预测，提出条件概率均值谱（Conditional Mean Spectrum，CMS）的概念。CMS假定某指定的周期谱值起主控作用，其他周期的反应谱值可根据它和指定周期谱值的相关关系得到。通过地震危险性分析确定主导地震震源和地震境况，然后构造符合某一特定概率水平的条件概率均值谱。根据条件概率分析，条件概率均值谱给出了通过某设定周期及其反应谱值的所有反应谱的平均形状。如果在某个周期中出现了某个极小概率且谱值大的反应谱谱值，那么同样的谱值就不太可能在其他周期出现[32]。

条件概率均值谱作为目标反应谱，具有更合理的、更符合一次实际地震事件强震动记录反应谱的谱形。已知结构基本自振周期下的目标谱加速度值Sa(T1)、震级和距离等，可求得各周期下的加速度反应谱，即以Sa(T1)为条件求概率谱。加速度谱的一般表达式如下

式中，f(M,R,Ti,θ)为由衰减关系确定的平均谱值，ε(Ti)为记录谱值lnSa(Ti)与平均谱值的差与标准差的比值，该比值是符合（0,1）正态分布的随机变量。当以结构基本自振周期为指定周期（T1=T*）时，有

由强震动记录反应谱统计分析可知，反应谱上的不同周期的谱值具有稳定的相关关系，设相关系数为，各周期点，由ε(T*)可求各周期ε(Ti)。将其代入式（1.2.8），即可得到以T1谱值为条件的条件概率均值谱

条件概率均值谱的方差为

条件概率均值谱不仅是确定的均值谱，而且是具有概率含义的目标分布。条件概率均值谱也是概率含义的谱值，具有反应谱均值和方差，可以表示其目标谱的分布情况。

1.2.1.4　谱形匹配方法

目标谱可分为确定性的均值谱和由目标均值与方差表示的具有概率含义的目标分布。因此，目标谱的匹配方法可分为目标匹配均值方法和匹配分布方法。

Ambraseys N.N.等[78]通过欧洲强震数据库，提出通过使用式（1.2.10）来衡量实际记录反应谱与目标谱的匹配程度

式中，N为周期点的数量，Sao(Ti)为记录在Ti周期点上的加速度反应谱值，Sas(Ti)为目标谱值。PGAo和PGAs分别为记录峰值加速度和目标谱周期为零的谱值。Drms值越小，表示和目标谱之间的形状越匹配。在一般情况下，Drms值的大小取决于地震记录数据库和所要求记录的数目，但它也依赖于必须指定谱匹配的周期范围。

Iervolino I.等[100]提出了另一种表达谱偏差的平均值δ（用来定量测量记录集与规范谱的平均谱偏离）

式中，Saj(Ti)为记录j的周期i下的加速度谱值，SaREF(Ti)为同一周期的规范谱值，N为一个预先定义的周期范围的周期点数量。

Beyer K.和Bommer J.J.[84]修改了式（1.2.9），提出了记录放缩系数a，最大限度地减小放缩后真实记录谱的几何平均与目标谱之间的均方差Drms

式中，Tj和Tk表示谱匹配的周期范围。

Jayaram N.[105]提出了匹配目标谱均值和方差的理论与算法。根据目标的分布，用概率方法产生多个模拟谱，然后在实际记录数据库中选择记录并分别匹配各模拟谱。最后根据所选记录谱的均值和方差与目标谱分布的差异，做进一步优化处理。匹配程度由目标与样本的均值和标准差的方差来确定。

式中，Sa(Tj)为第j个周期点Tj对应的强震动记录谱值，为周期Ti对应的目标谱均值，为周期Ti对应的目标谱方差。

太平洋地震工程研究（Pacific Earthquake Engineering Research，PEER）中心、美国技术委员会等多家科研单位，对现有的强震动记录进行整理，并建立了实测强震动记录数据库，用于工程抗震中的结构时程分析。PEER中心设立在美国的加州大学伯克利分校，由其建立的地震动数据库（PEER Ground Motion Database，PGMD）提供了大量的世界各地的地震地面运动记录，可通过网站进行下载。该网站提供了丰富的查询手段，可按距离、场地、震源类型等条件选择地震地面运动记录，也可按匹配目标反应谱的方法选择地震地面运动。

另外，Tothong P.和Luco N.[123]认为非弹性的位移谱相对以往使用的弹性加速度谱，更适用于进行长周期结构时程分析。事实上，非弹性位移谱可以更好地捕捉比T1长的周期的谱形。因此，采用位移谱值的匹配和放缩方法，可降低长周期结构时程分析的离散性。

总之，工程师需要以确定性或概率地震危险性分析为依据，解决选取和放缩强震动记录的问题。通常将震级和距离作为初级选择指标，将目标反应谱作为主要选择指标。

1.2.2　国内研究现状

根据我国抗震设计规范及其相关规程规定，实际地震强震动记录的选取主要用于一般工程的结构时程分析。重要建设工程必须进行地震安全性评价，并根据工程需要，依据场地地震动参数合成场地地震动时程[4]。因此，国内强震动记录选取问题的研究主要集中在如何匹配规范谱，以降低结构反应离散性。李英民等[18,19,20,21]研究了地震动输入问题，提出地震动选取存在很强的非规则性和随机性，结构反应参数的不确定性的最重要因素是强震动记录选取的不确定性。

根据《建筑抗震设计规范》的规定，王亚勇等[7,37,38]对大量实际的地震动记录进行了分组和统计，提出一种依据规范标准反应谱谱形特征的选取强震动记录的方法，即根据建设工程场地的场地类别、抗震设防烈度、近震或远震、结构的自振周期等参数来选取记录。并建议选择3条强震动加速度记录和一条拟合规范目标谱的模拟地震加速度时程曲线，加速度值分别按小震烈度和大震烈度进行调整[39]，取结构反应计算结果的平均值。利用该方法对一栋在地震中遭到严重破坏的6层钢筋混凝土框架结构和一栋23层钢筋混凝土框架剪力墙结构进行时程分析和对比，分析的结构均满足规范的相关规定[39]。现行《建筑抗震设计规范》用设计地震分组来代替近震、远震，从而反映震级和距离对规范目标反应谱的影响，因此该方法已不适用。杨溥等[49,50]以规范标准谱（GB50011—00）为目标谱，通过计算多遇地震下弹性阶段结构的底部剪力、罕遇地震下结构的弹塑性顶点位移和最大层间位移角，对4种选择强震动记录的方法进行了比较，这4种方法为：根据场地类别、场地特征周期、反应谱的两个频段和反应谱面积选波。在此基础上，提出了根据规范标准谱平台段和结构基本自振周期段的两频段控制选波方案。针对《建筑抗震设计规范》（GB50011—00），邓军等[5]基于场地类别、抗震设防烈度和强震动记录的反应谱与规范标准谱的匹配程度等方面，提出了将反应谱分为6个周期段的选取强震动记录的方法。从初选记录中首先去掉加速度峰值过大或过小的记录，再依据实际记录反应谱的卓越周期分别选出适用于4类场地的记录，再将0～6s周期范围划分为6段，分别对各类场地在6个周期段上选出匹配规范谱最好的3条强震动记录[5]。以上两种方法针对一般工程结构的各种抗震设计设防工况，具有广泛适用性，但只考虑了场地类别，没有考虑地震震级和距离等地震参数。

另外，翟长海等[55,56]提出最不利设计地震动的概念，它是指在某种指定的地震动作用下能使结构反应处于最不利的状态，即危险性最高的状态下的实际强震动。通过估计地震动潜在破坏势的综合评价方法，针对4种场地类别分别指出不同结构的最不利设计强震动记录。最不利设计地震动的方法适用于特别重要的结构及地震危险性较高地区的建筑结构的强震动记录的选取[54]。对于一般建设工程或地震危险性较低的地区，采用最不利设计地震动方法选取强震动记录进行抗震验算，可能会造成不必要的经济投入，从而导致浪费[57]。

陈强[3]将单点放缩系数方法、区间放缩系数方法和PGA放缩系数方法与最常见的振幅调整方法进行比较。针对岩石硬土（Ⅰ类）场地比较了调整记录时程振幅的常用方法，选择匹配程度最好的强震动记录时程用于结构分析，由此评价放缩方法。用PGA放缩系数方法得到的加速度反应谱与目标谱的方差相对其他两种方法明显偏大，单点放缩系数方法和区间放缩系数方法的结果相近。对于自振周期较大（如高层）的工程结构，考虑结构进入塑性阶段后具有刚度退化、周期增大的特点，因此区间放缩系数方法优于单点放缩系数方法。基于以上分析，在大量强震动记录中，选出适用于9度抗震设防烈度Ⅰ类场地的结构时程分析的3组实际强震动记录[3]。朱晓伟等[77]通过有限元方法进行高层结构时程分析，统计分别以结构底部剪力和顶点侧移为反应参数，使用变异系数（Coefficient of Variation，CoV）来衡量结构反应的离散性，比较了5种强震动记录的选择与放缩方法，分别为基于PGA、EPA、MIV、Sa(T1)、最小二乘法的放缩方法。分析结果表明，用基于最小二乘法的放缩方法与基于 Sa(T1)的放缩方法获得的强震动记录的结构反应结果较好。另外，在对汶川地震与集集地震的强震动记录进行分析的基础上，提出了可供结构设计人员参考使用的实际强震动记录选用推荐表。

随着抗震设计理论的不断发展，强震动记录选取的研究开始逐渐关注结构分析的目的。曲哲等[26]根据分析目的，将选取方法分为3类，分别为基于台站和地震信息、基于设计反应谱和基于最不利地震动的方法，并指出后两种方法都与结构的周期有关，当结构的刚度退化明显时，结构的周期难以确定，并提出等效周期对于非线性地震反应的意义及采用与结构无关的基于地震信息的选取方法。另外，卢啸等[23]针对超高层建筑，提出采用结构若干自振周期对应谱加速度的几何平均数为改进地震动强度指标，并给出了振型参与数量的取值方法，基于两个超高层建筑结构的倒塌分析实例，比较了建议的地震动强度指标和部分现有地震动强度指标对超高层建筑结构的适用性。但在验证地震动强度指标的合理性时，仅采用了远场地震动记录，对于其他的近场地震动记录，还需要进一步研究和验证。

可见，国内研究主要从结构抗震设计角度出发，以降低结构反应离散性为目的，探讨如何选取强震动记录。根据抗震设计规范的相关规定，将地震影响系数对应的反应谱（规范标准谱）作为目标谱，探讨与典型结构动力特性相关显著的反应谱周期点或周期范围。针对具体结构提出的强震动记录选取方案缺乏普遍适用性。另外，从结构反应角度出发，以上方法有效地降低了结构反应的离散性，但未考虑地震参数和地震本身固有的离散性。规范标准谱作为确定静力地震作用的抗震设防标准，用于时程分析选取强震动记录的目标谱是否合理，也有待商榷。

1.2.3　规范中关于强震动记录选取的相关规定

Bommer J.J.和Ruggeri C.[85]对各国抗震设计规范中的关于强震动记录选取的规定进行了总结，指出了现代抗震设计规范，如欧洲规范8[89,90]、ASCE标准7-05[79]及各国家规范（新西兰标准[116]、意大利规范和希腊地震规范[94]），与结构时程分析中的地震作用输入方法较为类似。普遍采用的地震参数有地震震级、距离、地震构造和场地条件，并要求选择记录反应谱和设计反应谱相匹配，而与要求反应谱匹配的周期范围有所不同。大部分规范不区分记录选取的方向，而Beyer K.和Bommer J.J.[84]不建议使用同一组记录的两个水平分量。多数规范规定结构分析所需的记录的最小数目是3条，只有ASCE4-98指定应使用至少一条记录（除结构是敏感的长周期外）。当地面运动大于7条时，结构工程师可采用结构反应的平均值，如果使用3～6条记录，那么只能使用结构最大反应值。美国ATC-63、美国ASCE-7-05、欧洲EUROCODE8、我国GB50011—2010[69]的相关规定见表 1.2.1。我国抗震设计规范条文指出，“正确选取输入的地震动加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特征、有效峰值和持续时间。频谱特性可用地震影响系数曲线表征，地震影响系数曲线依据所处的场地类别和设计地震分组确定。输入的地震动加速度时程曲线的持续时间，不论是实际的强震动记录还是人造地震动，一般为结构周期的5～10倍”。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2010）的第4.3.5条规定，地震波的持续时间不宜小于15s。

综上，不论是实际强震动记录还是人造地震动，各国抗震设计规范对结构时程分析中强震动记录选取方法的规定的一致共识可归结为：匹配规范设计谱，同时兼顾地震参数。

1.2.4　强震动记录选取方法分类

目前强震动记录选取的研究已取得了一些具有实际应用价值的成果。按结构分析目的和设定地震条件的不同，可将强震动记录选取的研究方法分为基于设定地震的强震动记录选取方法、基于设定地震动的方法、基于设定地震和地震动的方法。为满足抗震设计设防的要求，选取强震动记录在时域内对加速度记录时程进行调幅，匹配地震动强度目标值或目标谱。该方法降低了强震动记录的变异性，使所选记录与设定地震动保持一致，属于基于设定地震动条件下的强震动记录选取方法。在地震安全性评价工作中，根据地震危险性分析的结果，可用设定地震参数或设定地震动参数的方法选取强震动记录。该类方法为考虑在设定地震环境下的地震动强度固有不确定性选取强震动记录提供了可能。将强震动记录选取方法按设定条件（选取依据）、是否考虑结构动力特性及目标值进行分类，按不同设定条件分类的强震动记录选取方法见图1.2.1，按不同调整方法分类的强震动记录选取方法见图1.2.2。

根据设定条件的差别，代表设定地震及设定地震动的参数不同，强震动记录选取方法可分为：依据设定地震参数的方法和依据设定地震动参数的方法。依据设定地震动参数的方法又可分为：场地的峰值匹配方法、反应谱参数匹配方法（a/v、规范谱、场地谱）和与结构相关的地震动参数方法。同时，根据目标的表示方式，又可分为目标均值方法和目标分布方法，也可称为确定性目标匹配和概率性目标（CMS）匹配方法，见图1.2.1。

强震动记录的调整是指在整个持续时间内，加速度记录被放大或缩小。调整幅值的方法又分为3种：（1）放缩系数等于1，不调整强震动记录；（2）根据峰值（PGA、PGV）或特定谱值确定放缩系数，保证调整后记录的峰值或特征反应谱谱值相等，我国规范采用PGA的方法放缩强震动记录；（3）根据目标谱谱形匹配最佳的原则确定放缩系数，即多条加速度记录的平均反应谱和目标反应谱差距最小，见图1.2.2。

另外，由于结构时程分析的目的不同，因此强震动记录的选取研究的目标也不同。在承载力极限状态设计方法中，工程设计人员关注的是结构反应参数的均值。而在性态抗震设计中，预测结构反应均值并不能满足性态抗震设计的要求，还需明确结构反应的概率分布情况。因而，强震动记录选取的研究目的分为：预测结构需求参数（EDP）的均值和预测结构需求参数（EDP）的概率分布。前者用于确定结构的设计参数，后者用于结构性态抗震设计评估结构的性能等概率性分析。