[發(fā)明專利]一種調(diào)整地震波與目標反應譜精確匹配的影響矩陣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910011113.4
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN110020400B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 楊蘭蘭;徐衛(wèi)亞;謝偉超
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/13;G06F17/15;G06F17/16;G01M7/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種調(diào)整地震波與目標反應譜精確匹配的影響矩陣方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，選擇一條持時為T(s)，時間間隔為Δt(s)的真實地震加速度時程A_IN(t)作為初始地震波；

步驟2，根據(jù)目標設計反應譜S^T計算所需頻率范圍[f_min，f_max]，選取序號n∈[N_min，N_max]的一組本征函數(shù)作為用于分解地震波的基函數(shù)；其中，n為本征函數(shù)的個數(shù)，n＝N_min，N_min+1，...，N_max，N_min為所需最小頻率所對應本征函數(shù)序號N_max為所需最大頻率所對應本征函數(shù)序號

步驟3，以本征函數(shù)作為基函數(shù)分解初始地震加速度時程A_IN(t)，并根據(jù)分解所得初始振幅系數(shù)重構得到用于迭代的初始加速度時程A⁽⁰⁾(t)；其中，

步驟4，在第(i)次迭代中，計算自振圓頻率為ω的單自由度系統(tǒng)在加速度時程A^(i-1)(t)激勵下的加速度響應時程并將加速度響應絕對值的峰值記為反應譜值將峰值發(fā)生時刻記為將峰值響應的正負符號記為其中，ω＝{ω_m}，ω_m＝2πf_m，m＝1，2，3......M；M表示計算反應譜所需頻率點數(shù)目；

步驟5，考慮收斂系數(shù)ε，計算反應譜值S^(i-1)與目標設計反應譜S^T的差值ΔS^(i-1)＝ε(S^T-S^(i-1))；

步驟6，計算自振圓頻率為ω的單自由度系統(tǒng)在第n個本征函數(shù)激勵下所得加速度響應時程中，在時的加速度響應值，即影響因子將考慮正負的影響矩陣表示為其維度等于M×(N_max-N_min+1)；所述影響因子表示第n個本征函數(shù)在對第m個頻率為ω_m＝2πf_m的單自由度系統(tǒng)反應譜的貢獻；

步驟7，根據(jù)ΔS^(i-1)和I^(i-1)，求解如下的線性方程組，得到振幅系數(shù)變化值

I^(i-1)Δa^(i-1)＝ΔS^(i-1)；

步驟8，計算第(i)次迭代所得振幅系數(shù)和加速度時程A⁽ⁱ⁾(t)；所述

步驟9，計算第(i)次迭代所得時程A⁽ⁱ⁾(t)的反應譜值S⁽ⁱ⁾，并且計算其與目標設計反應譜的相對誤差m＝1，2，3......M；

步驟10，若相對誤差η⁽ⁱ⁾在可接受的閾值范圍內(nèi)，迭代停止；否則，i＝i+1，重復步驟4～步驟9，直至相對誤差滿足要求為止；最終得到相應的加速度A_OUT(t)、速度V_OUT(t)和位移時程D_OUT(t)分別為

2.根據(jù)權利要求1所述的影響矩陣方法，其特征在于：所述步驟2中，所述本征函數(shù)為滿足下式所示的六個時程首尾歸零條件的六階常微分方程的一組通解：

3.根據(jù)權利要求2所述的影響矩陣方法，其特征在于，所述本征函數(shù)表達式為：

其中，{C₁，C₂，...，C₆}表示這組通解中的常數(shù)。

4.根據(jù)權利要求1所述影響矩陣方法，其特征在于：所述步驟4中，按下式記錄峰值發(fā)生時刻τ^(i-1)以及峰值響應的正負符號ζ^(i-1)：

5.根據(jù)權利要求1所述的影響矩陣方法，其特征在于：所述步驟5中，所述收斂系數(shù)ε小于0.02。