[发明专利]复杂结构抗震时程分析输入地震波的选择方法

摘要

本发明公开了一种复杂结构抗震时程分析输入地震波的选择方法，以满足高墩大跨梁桥、斜拉桥、悬索桥、超高层建筑等复杂结构的抗震需求。首先在美国PEER强震记录数据库中选择满足震级、距离、加速度峰值及长周期特性的不同场地条件的备选地震波，形成初选数据库。其次依场地条件以初选数据库中备选地震波反应谱与设计反应谱，在平台段与复杂结构前几阶周期点附近谱值的相对加权平均误差最小为双控指标，确定具体的输入地震波以实现时程分析结果与反应谱分析统计一致性要求。选波方法易于工程实现及和多振型分解反应谱法进行比较。此外因为在指定的初选数据库中选择，可保证场地条件类别相近及输入地震波的质量。

主权项

1.复杂结构抗震时程分析输入地震波的选择方法，其特征在于：步骤一，基于美国PEER强震记录数据库中选择满足震级、距离、加速度峰值及长周期特性的不同场地条件的备选地震波，形成工程抗震分析用小型强震数据库；步骤二，基于工程抗震分析用小型强震数据库，选择地震波，依场地条件以工程抗震分析用小型强震数据库中备选地震波反应谱与设计反应谱，在平台段与复杂结构前几阶周期点附近谱值的相对加权平均误差最小为双控指标，确定具体的输入地震波以实现时程分析结果与反应谱分析统计一致性要求，在多频段控制选波方法中引入高振型影响，采用平台段反应谱的均值误差和对复杂结构影响较大的前几阶周期附近反应谱的均值误差的加权平均进行控制，即通过（1）式：ϵw=(β‾w(T)-β‾(T))/β‾(T)×100%,T=[0.1,Tg]ϵT=Σi=1NλiϵTiΣi=1Nλi=Σi=1Nλi|β‾Ti(T)-β‾i(T)|/β‾i(T)Σi=1Nλi×100%,T=[Ti-ΔT1,Ti+ΔT2]]]>选取针对复杂结构的地震波；其中，（1）式中：ε_w为反应谱平台段的均值相对误差；ε_T为结构各阶周期点附近谱值的均值相对误差的加权平均；为[0.1，Tg]范围内地震波放大系数谱均值；为[0.1，Tg]范围内规范放大系数谱平台值；ε_Ti为结构第i阶自振周期T_i附近谱值均值的相对误差；为结构第i阶自振周期T_i附近地震波放大系数谱均值；为结构第i阶自振周期T_i附近规范放大系数谱均值；N为考虑的结构振型数，一般取贡献较大的前几阶振型；λ_i为结构第i阶自振周期T_i对应的均值误差的权值，可以用归一化的振型参与系数表示；[T_i-⊿T₁，T_i-⊿T₂]为结构第i阶自振周期T_i附近的取值范围，取⊿T₁=0.2s，⊿T₂=0.5s，T_g为反应谱特征周期；（1）式中加权系数λ_i：取为无量纲振型计算的归一化振型参与系数λ_i，式（2）：λ*i=Mi*/Σjmj]]>（1）式中：M_i^*为由无量纲振型计算的第i振型的广义质量；为结构体系总质量；λ^*_i的物理意义表述为：若将第i振型看做单质点体系，则体系的广义质量与结构总质量的比，且此比值恒为正且依振型增加降序排列，反映了各个振型对结构动力反应贡献的相对大小，因此（1）式中加权系数取为λ_i=λ_i^*；步骤三，将选择的地震波输入并进行时程分析，以满足高墩大跨梁桥、斜拉桥、悬索桥、超高层建筑等复杂结构的抗震计算需求。