[發明專利]多阻尼比目標反應譜兼容的人工地震波合成方法

無效

• 申請號: 200810056826.4
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101236256A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 彭凌云;周錫元;俞瑞芳
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種多阻尼比反應譜兼容的人造加速度時間歷程(以下簡稱人工地震波)合成方法，所提出的多阻尼比反應譜兼容的人工地震波合成方法可應用于對重要工程項目進行場址地震安全性評價時合成人工地震波和重大工程的抗震設計。

背景技術

同時擬合多阻尼比反應譜的人工地震波合成是地震安全性評價的重要工作之一，對于重要工程結構，在抗震設計中需要進行地震動激勵下的非線性動力時程分析，這里的非線性包括由于采用減隔震裝置而引入的非線性單元，以及結構在大震下的彈塑性行為。在進行地震動作用下的非線性動力時程分析時，必需采用加速度時程來描述地面運動。人工地震波便是這種人工合成的地面運動加速度時程。提供人工地震波是場址地震安全性評價的一項重要工作。

傳統人工地震波合成方法是先基于均勻調制模型生成一條初始人工地震波，然后調整該人工地震波的幅值譜使該人工地震波的反應譜向目標譜靠近，通過多次迭代獲得滿意精度。具體過程是：

1)采用近似公式，從目標反應譜反算功率譜

2)由功率譜計算待合成的人工地震波的幅值譜

3)隨機生成相位譜

4)基于得到的幅值譜和相位譜，用反傅立葉變換合成一條時程

5)用強度包絡曲線調制上步得到的時程，從而得到初始人工地震波

6)對初始人工地震波進行調整，使其反應譜向目標反應譜靠近。

上述步驟中，最為困難的是最后一步。傳統對初始人工地震波的調整方法是對給定控制點周期對應的幅值譜進行放大或縮小，這種調整方法的效率很低，對于單阻尼比目標反應譜尚且存在不能收斂的情況，用于多目標反應譜兼容時程的合成時則不易收斂，即便能夠收斂，所耗費計算時間也很長。

趙鳳新曾提出過一種時域反演的調整方法，其核心方法是在待調整人工地震波作用下結構絕對加速度響應時程中疊加一個窄帶時程，以使得經此調整后的響應峰值(即絕對值的最大值)正好等于目標反應譜值，然后通過反演，尋求一條輸入時程，使得該輸入時程作用下，結構的響應正好為前面所疊加的窄帶時程，然后用反演結果疊加待調整人工地震波。由于求反應譜的運算都是線性的，所以調整后的人工地震波作用下結構絕對加速度響應時程在原峰值點處的反應值將精確的等于目標反應譜值。該方法比傳統的頻域調整方法擬合精度高，但是由于涉及到窄帶時程的反演，每一次反演，都需要做一次傅立葉變換和反傅立葉變換，運算時間長。另外由窄帶過程反演得到的時程的長度與待調人工地震波長度相同，因而對其他控制周期點的影響較大，這也降低了該方法的迭代效率。

發明內容

本發明的目的在于克服了現有的調整方法的上述，提供了一種多阻尼比目標：提高多阻尼比反應譜兼容的人工地震波合成的計算速度。提高多阻尼比反應譜兼容的人工地震波合成精度

本發明提出多阻尼比反應譜兼容的人工地震波合成方法的步驟包括：先基于強震地面運動的均勻調制模型隨機生成初始人工地震波，然后基于時域調整方法進行迭代直至人工地震波的多阻尼比反應譜收斂至目標反應譜。本方法的流程圖入圖1所示。本發明的技術方案如下步驟所示：

1)采用近似公式，從5％阻尼比的設計反應譜為目標反應譜反算功率譜；

2)由功率譜計算待合成的人工地震波的幅值譜；

3)隨機生成相位譜；

4)基于得到的幅值譜和相位譜，用反傅立葉變換合成一條加速度時程；

5)用強度包絡曲線調制上步得到的時程，從而得到初始人工地震波；

6)以多阻尼比設計反應譜為目標譜，在時域內對初始人工地震波進行調整；