基于相位差谱与幅值谱的人造地震动的反应谱拟合.pdf

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1、四川建筑科学研究第37卷第6期176SichuanBuildingScience2011年12月基于相位差谱与幅值谱的人造地震动的反应谱拟合刘静，廖孝江(1．四川省建筑设计院，四川成都610017；2．四川省交通厅交通勘察设计研究院，四川成都610000)摘要：首先，利用相位差分谱与非平稳强度包络线的相似关系确定地震动的相位角，根据速度谱与傅里叶幅值谱的形状相似来近似地震动的幅值谱，然后，通过在频域内调整傅里叶振幅谱的方法合成加速度时程。算例分析结果表明，该算法所得到的人工地震动时程对目标谱具有较好的精度。关键词：地震动；反应谱拟合；相位差谱；幅值谱中图分类号：P3

2、15文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)06—176—03Generationofresponse-spectrum-compatiblegroundmotionsbasedonthephase-diferencespectrumandtheamplitudespectrumLIUJing，LIAOxiaojian(1．SiehuanArchitecturalDesignInstitute，Chengdu610017，China；2．SiehuanCommunicationSurveyingandDesignInstitute，Chengdu610

3、000，China)Abstract：Firstly，thephaseaneisobtainedbythesimilarrelationshipsofthephase·diferenceandtheprescribedintensityenvelope，theamplitudespectrmnisapproximatedbasedontheshapeofthevelocityspectrum，thenatimehistoryofaccelerationcompatiblewiththetargetresponsespectrumisgeneratedbymodi~i

4、ngtheFourieramplitudespectruminthefrequencydomain．NumericalexamplesdemonstratethattheartificialgroundshakingtimehistoriesobtainedbytheproposedalgorithmboasthighfittingpreeisionstOthetargetspectrum．Keywords：groundmotion；ility；thephase-diferencespectrum；theamplitudespectrum数迭加来模拟地震动加速度。计

5、算结果表明，该方U^-刖●-0罱0一法所得结果对目标反应谱具有较高的拟合精度。在地震反应的时程分析中，应首先确定作为外1基本原理荷载的地震加速度时间历程。虽然过去的几十年中实际地震记录的数量已大大增加，但由于地震记录1．1产生方法处的场地条件与我们研究的场地条件可能有很大差设欲产生的模拟地震动的加速度时间历程是用异，而且有时需要一组满足相同统计特性的地震动，离散值(m=0，1，2，⋯，N一1)表示的。式中，J7v使得已有实际地震动记录还远远不能满足工程抗震是等间距离散值数据的总数。对应于这些离散值的需要。因此，人工合成或模拟满足某些特定工程特傅里叶系数为c(=0，1

6、，2，⋯，Ⅳ一1)。可由性的地震动时程(即人造地震动或设计地震动)是的傅里叶变换求得c为：地震工程学中一个重要的研究领域。ck=专∑e(Jj}=0，1，2，⋯，N一1)地震动的工程特性主要包括幅值、频谱与持时(1)三方面的要素。根据它的基本特性参数，如傅里叶可由c的傅里叶逆变换求得，即幅值谱、相位谱、相位差谱等，结合统计的方法可以直接生成人工地震动。许多学者提出了多种拟合方=ce“诎’(=0，1'2，⋯，Ⅳ一)法¨引。本文以新规范反应谱为目标谱，采用三角级(2)根据傅里叶变换的原理引，当地震动持续时间收稿日期：2010-06-07为时，C可表示为：作者简介：刘静(1

7、984一)，女，山西晋城人，硕士，主要从事建筑结构设计及抗震研究。ck=(cos~bk+sin~bk)(3)E—mail：liu22207709@126．COB刘静，等：基于相位差谱与幅值谱的人造地震动的反应谱拟合177因此，若能由模拟地震动应当具有的性质确定可以发现它与目标谱(s)曾不一致。所以，要计其傅里叶振幅谱F和相位角，则按式(3)就可确算两者的比值：定傅里叶系数c，然后，按照式(2)把它进行傅里叶r(k)=(s)／(．s)(5)逆变换，则可求得模拟地震动的加速度时间历程把振幅F修正为r(k)F，把它作为的第二次近(m=0，1，2，⋯，N一1)。似值。1