[發明專利]基于水電工程水工建筑物抗震設計的人工地震模擬方法有效
| 申請號： | 201811206175.2 | 申請日： | 2018-10-17 |
| 公開（公告）號： | CN109002678B | 公開（公告）日： | 2020-08-18 |
| 發明（設計）人： | 張伯艷 | 申請（專利權）人： | 中國水利水電科學研究院 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F30/13 |
| 代理公司： | 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229 | 代理人： | 何凡 |
| 地址： | 100038 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 水電工程 水工 建筑物 抗震 設計 人工 地震 模擬 方法 | ||
1.一種基于水電工程水工建筑物抗震設計的人工地震模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：選取若干阻尼比及與阻尼比對應βmax的標準設計反應譜作為目標譜，并對目標譜進行離散化，βmax為標準設計反應譜的最大值；
S2：采用頻域法生成阻尼比為5％、βmax為2.5的設計反應譜作為目標譜的初始人工地震波；
S3：采用時域法對初始人工地震波進行修正，并將修正后的結果與步驟S1中選取的目標譜擬合得到第一次近似解；包括：
S31：采用初始人工地震波計算出初始人工地震波的反應譜，得到初始人工地震波的反應譜與目標譜在離散點處的差值；
S32：根據差值計算人工地震波時域變分，并采用時域變分與初始人工地震波合成人工地震波的第一次近似解；
S4：采用頻域-時域混合迭代方法修正步驟S3獲得的第一次近似解，直至第一次近似解的精度達到步驟S1中選取的目標譜的精度，并采用修正后的第一次近似解作為人工地震波；包括：
S41：計算第一次近似解的傅立葉幅值譜和阻尼比為5％時的反應譜；
S42：采用步驟S1中的目標譜與第一次近似解的反應譜的比值修正第一次近似解的傅立葉幅值譜，再通過傅立葉逆變換生成人工地震波的第二次近似解；
S43：計算第二次近似解在步驟S1中選取的阻尼比下的反應譜值，并獲得第二次近似解的反應譜與目標譜在離散點處的差值，獲得第二次近似解的時域變分，第二次近似解的時域變分與第二次近似解的合成得到人工地震波的第三次近似解；
S44：若第三次近似解滿足離散化目標譜的精度要求，則將第三次近似解作為最終求得的人工地震波；若第三次近似解不滿足離散化目標譜的精度要求，令第三次近似解為步驟S41中的第一次近似解，并返回步驟S41；
S5：重復步驟S2-S4，直至獲得相關系數不大于0.3的三條人工地震波，并選取其中兩個作為水平地震分量，一個作為豎向地震分量。
2.根據權利要求1所述的基于水電工程水工建筑物抗震設計的人工地震模擬方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括：
S21：采用目標譜計算出人工地震波的功率譜，通過功率譜得到傅立葉幅值譜，并用其加上隨機相位作傅立葉逆變換，再將傅立葉逆變換的結果加上強度包絡線得到人工地震波；
S22：計算人工地震波的反應譜，并用目標譜與人工地震波的反應譜的比值更新傅立葉幅值譜，重新生成人工地震波，并返回步驟S21；
S23：當循環執行步驟S21-S22達到預設的次數后，采用最后一次得到的人工地震波作為初始人工地震波。
3.根據權利要求1所述的基于水電工程水工建筑物抗震設計的人工地震模擬方法，其特征在于，所述標準設計反應譜的形狀參數為：
當標準設計反應譜的周期T位于0～0.1s的區段內時，β(T)取1.0到βmax線段內的值；當標準設計反應譜的周期T在0.1s至特征周期的區段內時，β(T)取最大值βmax；
當標準設計反應譜的周期T在特征周期至3s的區段內，β(T)按公式β(T)＝βmax(Tg/T)0.6取值；β(T)為標準設計反應譜的值，Tg為標準設計反應譜的特征周期。
4.根據權利要求2所述的基于水電工程水工建筑物抗震設計的人工地震模擬方法，其特征在于，所述βmax的取值為：
當建筑物類型為土石壩時，βmax取1.60；
當建筑物類型為重力壩時，βmax取2.00；
當建筑物類型為拱壩時，βmax取2.50；
當建筑物類型非土石壩、重力壩和拱壩時，βmax取2.25。
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