[發(fā)明專利]空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710533644.0 | 申請日： | 2017-07-03 |
| 公開（公告）號： | CN107480325B | 公開（公告）日： | 2019-08-20 |
| 發(fā)明（設計）人： | 吳勇信;高玉峰;張寧;張飛;于新 | 申請（專利權(quán)）人： | 河海大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 吳飛 |
| 地址： | 211100 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 空間 變異 平穩(wěn) 非高斯 震動 模擬 方法 | ||
本發(fā)明公開一種空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，該方法通過對非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣的迭代求解，而非簡單地將其假定為與目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣，從而使得所模擬的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程的非平穩(wěn)功率譜矩陣與目標非平穩(wěn)功率譜一致，保證了模擬的準確性。通過迭代求解得到的潛在非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣后，可以使用譜表示法模擬空間變異的非平穩(wěn)高斯地震動時程，然后再通過目標概率分布函數(shù)與高斯分布之間的非線性轉(zhuǎn)換，將每個點的非平穩(wěn)高斯地震動時程轉(zhuǎn)化為非平穩(wěn)非高斯地震動時程。該方法模擬的非平穩(wěn)非高斯地震動時程精度高、迭代收斂性強，且可以與FFT聯(lián)合使用，從而保證了模擬效率，適于推廣應用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種屬于地震動時程模擬方法，特別涉及一種空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，屬于土木工程抗震設計領(lǐng)域，可以為大跨度結(jié)構(gòu)，例如橋梁、隧道等抗震設計的時程分析提供輸入空間變異的地震波。
背景技術(shù)
對于大跨度結(jié)構(gòu)物，相關(guān)抗震規(guī)范要求，在對結(jié)構(gòu)抗震設計中需進行空間變異的地震波作用下的非線性動力時程分析。然而相關(guān)實測地震記錄表明，地震動時程表現(xiàn)出一定的非高斯性，因此有必要提出一種能夠模擬反映真實地震動特性的空間變異的非高斯非平穩(wěn)特性的地震動方法。
目前在空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方面的研究，主要是先通過對實測地震動的統(tǒng)計分布，建立其非平穩(wěn)自功率譜模型、相干函數(shù)模型以及非高斯概率分布模型，再運用譜表示法生成空間變異的非平穩(wěn)高斯地震動時程，然后根據(jù)各點地震動的非高斯分布特性，運用非線性轉(zhuǎn)換模型，得到符合給定分布特性的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程。其核心步驟如下：
(1)通過對實測地震動的統(tǒng)計分布，建立其非平穩(wěn)自功率譜模型、相干函數(shù)模型以及非高斯概率分布模型；
(2)使用某個非平穩(wěn)功率譜矩陣，采用譜表示法生成潛在的空間變異的非平穩(wěn)高斯地震動時程；
(3)通過非線性轉(zhuǎn)換，將潛在的空間變異的非平穩(wěn)高斯地震動時程轉(zhuǎn)換為空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程。
上述步驟中，最為困難的是第2步中“某個非平穩(wěn)功率譜矩陣”的確定。目前尚未有相關(guān)研究給出一種方法如何合理地確定“某個非平穩(wěn)功率譜矩陣”。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，該模擬方法通過迭代方法求解非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣，從而使得所模擬的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程的非平穩(wěn)功率譜矩陣與目標非平穩(wěn)功率譜矩陣一致，保證了模擬的準確性。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，包括如下步驟：
1)給定空間變異各點的目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣及各點地震動時程分布特性；
2)假定一個初始的非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣，通過其矩陣元素求解對應的非平穩(wěn)高斯相關(guān)函數(shù)矩陣元素；
3)基于各個點地震動時程的分布特性，分別求得非平穩(wěn)高斯相關(guān)函數(shù)矩陣元素對應的非平穩(wěn)非高斯相關(guān)函數(shù)矩陣元素；
4)從非平穩(wěn)非高斯相關(guān)函數(shù)矩陣元素推求非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素，進而得到與非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣相對應的非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣，比較其與目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣之間的誤差；
5)對目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣、非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣以及非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣進行分解，對分解后的矩陣元素進行迭代，得到新的非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣元素，對其進行標準化，并對各個變量進行隨機排序；
6)回到步驟2)，求得新的非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素，計算其與目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素之間的誤差，當誤差滿足精度要求時，停止迭代，否則重復步驟2)～5)，直至滿足要求；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于河海大學，未經(jīng)河海大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710533644.0/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
