双向地震动的选波方法技术

本发明专利技术提供一种双向地震动的选波方法，属于土木工程抗震与防灾减灾工程技术领域，选波方法包括：采用常用方法进行单向地震波的初选；考虑场地条件对初选得到的地震波进行二次挑选；对二次挑选得到的地震动进行随机组合，并对每一对用于输入组合的地震波进行对齐操作；采用最优化方法，以地震动的累积能量为目标函数，确定每个地震动分量相应强度包线模型的参数；优先选用模型参数相近的地震输入组合，从而完成双向地震动的选择。本发明专利技术使得两个方向的地震动误差均进行了控制。个方向的地震动误差均进行了控制。个方向的地震动误差均进行了控制。

【技术实现步骤摘要】
双向地震动的选波方法
[0001]本申请是名为《双向地震动的选波方法》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2017年05月10日，申请号为201710326362.3。


[0002]本专利技术涉及土木工程抗震与防灾减灾工程
，特别是涉及一种双向地震动的选波方法。

技术介绍

[0003](GB50011
‑
2010)规定对某些结构进行时程分析时需要考虑双向地震动，实际工程中常按照某一个方向进行选波，然后将所选出的地震动和其对应的实际台站记录的另一水平分量组合作为双向地震动。因此现有的这种选波方法中实际上仅控制了一个方向的地震动与设计反应谱的误差，而不能控制另一个方向的地震动与设计反应谱的误差。这对于需要考虑双向地震动进行时程分析的某些结构按照常规选波方法存在误差较大的缺点。

技术实现思路

[0004]为实现上述控制两个方向地震动与设计反应谱误差的目的，本专利技术提供一种基于常用方法选波方法双向地震动的选波方法，并对两个方向的地震动均进行了误差控制的双向地震动选择，解决了现有选波方法技术中存在的仅控制了一个方向的地震动与设计反应谱误差的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，一种双向地震动的选波方法，包括：
[0006]在设定范围内初步选择单向地震波；
[0007]根据衰减规律模型确定震级范围和震中距范围，并控制地震波的震级在所述震级范围内且震中距在所述震中距范围内对初步选择的单向地震波进行二次挑选；
[0008]随机对二次挑选得到的地震动进行组合，并对每一对用于输入组合的地震波进行对齐操作；其中，对齐的原则为两条地震波强度包线水平段的中点或地震波加速度时程峰值点在同一时刻；
[0009]建立每一对地震波的强度包线模型；
[0010]采用优化方法，以地震动的累积能量为目标函数，对各强度包线模型的参数进行优化，得到各强度包线模型的最优参数，以确定双向地震动。
[0011]进一步的，在设定范围内初步选择单向地震波，具体包括：
[0012]在加速度反应谱与设计反应谱在结构基本周期附近[T1
‑
ΔT1，T2+ΔT2]段和[0.1，Tg]段的均值相差小于或等于10％的范围内进行单向地震波的初选；其中，T1为结构的第一基本自振周期，ΔT1为第一自振周期的下偏差，ΔT2为第一自振周期的上偏差，Tg为场地的特征周期。
[0013]进一步的，强度包线模型的参数包括：时间参数、平均段强度参数及下降段衰减指数。
[0014]进一步的，在对强度包线模型的参数进行优化的过程中，强度包线模型中的时间参数满足以下约束条件：t0≤t1≤t2；其中，t0、t1、t2均为时间参数。
[0015]进一步的，所述强度包线模型为：
[0016][0017][0018]其中，E(t)为t时刻的强度包线模型，t0、t1、t2、b
t
、m
t
均为时间参数，I0为平稳段强度参数，c为下降段衰减指数。
[0019]进一步的，在进行结构时程分析时优先选用强度包线模型参数相近的地震输入组合。
[0020]本专利技术的有益效果是，本专利技术经过处理之后两两随机组合作为双向地震动输入的双向地震动选波方法，解决了对于需要考虑双向地震动输入的结构，实际工程中常按照单方向进行选波不能控制另一个方向的地震动与设计反应谱的误差的缺点，使得两个方向的地震动误差均进行了控制。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为ACC1地震波对齐前的示意图；
[0023]图2为ACC2地震波对齐前的示意图；
[0024]图3为ACC1地震波对齐后的示意图；
[0025]图4为ACC2地震波对齐后的示意图；
[0026]图5为常用方法和本专利技术进行弹性分析的层间位移角均值对比图；
[0027]图6为常用方法和本专利技术进行弹塑性分析的层间位移角均值对比图；
[0028]图7为常用方法和本专利技术进行弹性和弹塑性分析的层间位移角变异系数对比图；
[0029]图8为多层结构弹性层间位移角均值对比图；
[0030]图9为多层结构弹塑性层间位移角均值对比图；
[0031]图10为高层结构弹性层间位移角均值对比图；
[0032]图11为高层结构弹塑性层间位移角均值对比图；
[0033]图12为多层结构层间位移角变异系数的第一对比图；
[0034]图13为多层结构层间位移角变异系数的第二对比图；
[0035]图14为多层结构层间位移角变异系数的第三对比图；
[0036]图15为高层结构层间位移角变异系数的第一对比图；
[0037]图16为高层结构层间位移角变异系数的第二对比图；
[0038]图17为高层结构层间位移角变异系数的第三对比图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]一种双向地震动的选波方法，具体按照以下四个步骤进行：
[0041]步骤一：根据常用方法进行单向地震波的初选。选波标准为地震波在结构基本周期附近[T1
‑
ΔT1，T2+ΔT2]段和[0.1，Tg]段加速度反应谱与设计反应谱在这两段的均值相差均不超过10％。其中，T1表示结构的第一基本自振周期，ΔT1表示第一自振周期的下偏差，ΔT2表示第一自振周期的上偏差；Tg表示场地的特征周期。
[0042]步骤二：考虑场地条件对第一步选出的地震波进行二次挑选。为了使得所选择的地震波的场地条件与建筑所在的场地条件相同，在选波的时候控制地震波的震级M、震中距R在一定的范围。本专利技术根据常用衰减规律模型结合PGA衰减规律模型最终得出的震级M和震中距R的范围，见表1。
[0043]表1震级M和震中距R变化范围
[0044][0045][0046]步骤三：随机组合挑选出来的地震动，并对每一对用于输入组合的地震波进行对齐操作。对齐原则为两条地震波强度包线水平段的中点或地震波加速度时程峰值点在同一时刻，ACC1和ACC2的对齐过程如图1至图4所示。
[0047]步骤四：计算每一对地震波强度包线模型E(t)(见公式(1)和公式(2))的参数：时间参数t0、t1、t2、b
t
、m
t
；平稳段强度参数I0和下降段衰减指数c，此外，模型的时间参数尚应满足约束条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向地震动的选波方法，其特征在于，所述双向地震动的选波方法包括：在设定范围内初步选择单向地震波；根据衰减规律模型确定震级范围和震中距范围，并控制地震波的震级在所述震级范围内且震中距在所述震中距范围内，对初步选择的单向地震波进行二次挑选；随机对二次挑选得到的地震动进行组合，并对每一对用于输入组合的地震波进行对齐操作；其中，对齐的原则为两条地震波强度包线水平段的中点或地震波加速度时程峰值点在同一时刻；建立每一对地震波的强度包线模型；采用优化方法，以地震动的累积能量为目标函数，对各强度包线模型的参数进行优化，得到各强度包线模型的最优参数，以确定双向地震动。2.根据权利要求1所述的双向地震动的选波方法，其特征在于，在设定范围内初步选择单向地震波，具体包括：在加速度反应谱与设计反应谱在结构基本周期附近[T1
‑
ΔT1，T2+ΔT2]段和[0.1，Tg]段的均值相差小于或等于10％的范围内进行单向地震波的初选；其中，T1为结构的第一基本自振...

【专利技术属性】
技术研发人员：董银峰，何铠岐，林松，许松，马占雄，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：