[發(fā)明專利]一種基于地震動演化功率譜的地震位移反應計算方法

有效

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• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113484911B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 彭灝;陳耀輝;程同華;郭龍健;孫權(quán);劉淑輕;彭曉云
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊學院;河北雄安京翼質(zhì)量檢測服務有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/28
• 代理公司: 石家莊君聯(lián)專利代理事務所(特殊普通合伙) 13125
• 代理人: 趙立軍

本發(fā)明屬于地震工程技術領域，具體涉及一種基于地震動演化功率譜的地震位移反應計算方法，包括如下步驟：步驟一：確定線性多自由度結(jié)構(gòu)的動力特性，包括自由度數(shù)，參與計算的各階振型周期，振型阻尼比，振型向量以及振型參與系數(shù)；步驟二：通過地震動演化功率譜計算各階振型對應的等效單自由度體系的彈性能量半徑演化譜；步驟三：依次計算各振型等效單自由度體系位移；步驟四：計算振型位移組合值；避免了時程分析法需事先選取地震動進行分析的過程；計算準確度較傳統(tǒng)振型組合CQC法大幅度提高；使用時非常簡便，在已知場地地震動演化功率譜表達式和結(jié)構(gòu)振型相關信息的前提下，通過簡單計算即可確定結(jié)構(gòu)地震位移反應。

技術領域

本發(fā)明屬于地震工程技術領域，具體涉及一種基于地震動演化功率譜的地震位移反應計算方法。

背景技術

目前，我國現(xiàn)行抗震規(guī)范中的振型分解反應譜法，按照振型組合方式又可以分為SRSS法和CQC法，其中SRSS法主要適用于不同振型周期相差較大的情況，對于不同振型周期接近或者存在平動-扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的情況，則推薦采用CQC法。但CQC法相關系數(shù)計算十分復雜，而且跟時程分析法相比準確度不足。若假設所有振型的最大值發(fā)生在相同時刻，通過絕對值相加對振型進行組合，這種組合方法過于保守。但目前的設計反應譜僅能反映結(jié)構(gòu)峰值反應，無法體現(xiàn)結(jié)構(gòu)反應隨時間的變化。因此，得到不同振型反應沿時間軸的分布十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供了一種基于地震動演化功率譜的地震位移反應計算方法，能夠解決目前抗震規(guī)范中的振型分解反應譜CQC法的相關系數(shù)計算復雜，且計算結(jié)果精確度不足的問題。

本發(fā)明采用的具體技術方案是：一種基于地震動演化功率譜的地震位移反應計算方法，關鍵是，包括如下步驟：

步驟一：確定線性多自由度結(jié)構(gòu)的動力特性，包括自由度數(shù)，參與計算的各階振型周期，振型阻尼比，振型向量以及振型參與系數(shù)；

步驟二：通過地震動演化功率譜計算各階振型對應的等效單自由度體系的彈性能量半徑演化譜；

步驟三：依次計算各振型等效單自由度體系位移；

步驟四：計算振型位移組合值。

所述步驟一中線性多自由度體系的動力特性具體為：

各階振型周期范圍0.1-10s，振型阻尼比范圍在5％～20％之間，自由度數(shù)為i(i≥1)，參與計算的振型數(shù)為j(j≥1)。

所述步驟二中確定各階振型彈性能量半徑演化譜的具體方法為：

其中R_j(t)自振周期為w_j，阻尼比為β_j的線性單自由度體系的彈性能量半徑演化譜；G(t,w_j)為該場地地震動演化功率譜中頻率為w_j的分量。

所述步驟三中確定各階振型等效單自由度體系位移的具體方法為：

D_j(t)＝R_j(t)cos(w_j(t-t_m)) (2)

其中D_j(t)為第j階振型等效單自由度體系位移，t_m為振型彈性能量半徑峰值時刻。

所述步驟四中，各振型位移組合值的計算方法為：

其中，{u(t)}為地震位移反應向量，γ_j、{φ_j}為第j階振型的振型組合系數(shù)，振型向量和等效單自由度體系的地震位移。