一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法技术

本发明专利技术涉及弹性时程分析技术领域，具体涉及一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法。该计算方法包括以下步骤：定义地震记录调选方法的适用性评估指标；计算地震波调选方法的可靠性指标；计算地震波调选方法的离散性指标。本发明专利技术可以有效的对比各个地震波调选方法，同时也可以为地震波调选方法的优化提供依据。提供依据。提供依据。

An evaluation method of applicability of seismic wave selection method in elastic time history analysis

【技术实现步骤摘要】
一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法


[0001]本专利技术涉及弹性时程分析
，具体涉及一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法。

技术介绍

[0002]在结构抗震设计中，设计反应谱是经过平均化、规则化、平滑化和经验化四个阶段得到的统计意义上的地震反应谱，对于一些重要的建筑，需要进行弹性时程分析作为补充验算。弹性时程分析中的地震动记录的调选方法应既能避免结构响应的离散性过大，又能够保证验算结果的安全性水平。
[0003]主要国家的现行规范中有各自的地震波调选方法。此外，已有研究中也提出了不同的地震波调选方法，例如，依据场地选波、依据场地特征周期选波、依据反应谱双频段选波以及依据反应谱特征周期前后面积选波。然而，关于已有地震波调选方法的优劣并没有统一的结论。建立弹性时程分析中地震波调选方法适用性的量化评估方法可以有效的对比各个地震波调选方法，同时也可以为地震波调选方法的优化提供依据。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法，能够解决现有技术中无法量化评估弹性时程分析中地震波调选方法适用性的问题。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法，包括以下步骤：定义地震记录调选方法的适用性评估指标：本专利技术采用可靠性指标和离散性指标作为弹性时程分析中地震记录调选方法的适用性指标。可靠性指标用来评价调选方法的安全水平；离散性指标用来评价调选方法的可行性。
[0006]计算地震波调选方法的可靠性指标：弹性时程分析中地震波调选方法的可靠性指标可按下式计算，式中，x为PGA的取值，当考虑双向水平地震时，x取两水平方向PGA的几何平均数；为地震波调选方法的可靠性指标；地震波调选方法可靠性方程；为地面峰值加速度PGA的概率密度函数。
[0007]计算地震波调选方法的离散性指标：在一定的显著性水平α下，有效地震波出现的概率的置信区间可表示为，
式中，为在地震波样本中出现有效地震波的频率；N为地震波的样本数量；为可靠性系数。
[0008]根据获得的地震波调选方法的可靠性指标值的大小，可靠性指标越大说明调选方法得到的结果越经济，反之说明调选方法得到的结果越保守。
[0009]根据获得的震波调选方法的离散性指标值的大小，离散性指标越大说明调选方法得到的结果越稳定，反之调选方法得到的结果波动性越大，不便于设计。
[0010]本专利技术可以有效的对比各个地震波调选方法，同时也可以为地震波调选方法的优化提供依据。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本专利技术实施例—总体流程图；图2(a)为本专利技术实施例—多层框架结构平面图；图2(b) 为本专利技术实施例—多层框架结构平面图；图3为本专利技术实施例—结构基底剪力PSDM的回归模型（主方向）；图4为本专利技术实施例—调选方法的可靠性曲线（主方向）。
[0013]具体实施方式
[0014]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0015]图1为本专利技术实施例中一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法。如图1所示：以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。
[0016]本专利技术提供一种地震波调选方法适用性的评估方法，包括以下步骤：S1: 定义地震记录调选方法的适用性评估指标：本专利技术采用可靠性指标和离散性指标作为弹性时程分析中地震记录调选方法的适用性指标。可靠性指标用来评价调选方法的安全水平；离散性指标用来评价调选方法的可行性。
[0017]S2: 计算地震波调选方法的可靠性指标；S21:建立评估地震波调选方法的可靠性方程；参考抗震性能设计中的概念：“小震弹性”和“中震不屈服”，结构设计中一般通过
承载力设计满足“小震弹性”的性能要求，而“中震不屈服”对结构承载力有更高要求，不要求普通结构达到。对于一般结构，弹性时程验算是对“小震弹性”进行的补充验算，所选用的地震波造成的结构响应应小于按“中震不屈服”设计的结构承载力。本文通过结构主方向上的基底总剪力评估调选方法的安全度水平，将抗震性能为“中震不屈服”对应的基底总剪力作为地震波调选方法可靠性的极限状态。将在给定地面峰值加速度PGA的条件下，通过弹性时程分析计算出的结构基底总剪力小于的条件概率定义为地震波调选方法的可靠性方程，则地震波调选方法可靠性方程可写为，式中，为弹性时程分析计算出的在特定主方向上的基底总剪力。
[0018]S22:计算地震波调选方法适用性的可靠性指标；本专利技术采用结构的基底剪力Q量化结构的抗震需求，通过建立在指定PGA的情况下的抗震需求的条件概率模型，即抗震需求概率模型(Probabilistic seismic demand model, PSDM)。通过对结构的响应进行回归分析可得到最大抗震需求m
Ft
的方程，回归方程可写为，式中，a和b为回归参数；x为PGA的取值，当考虑双向水平地震时，x取两水平方向PGA的几何平均数。
[0019]假定服从对数正态分布，则服从正态分布，则地震波调选方法的可靠性方程可以用标准正态分布的累积分布函数表示为：可以用标准正态分布的累积分布函数表示为：式中，为总基地剪力的对数标准差；为在弹性时程分析中结构在第j个地震波下的总基底剪力；M为模拟次数。
[0020]弹性时程分析中地震波调选方法的可靠性指标可按下式计算，式中，为地震波调选方法的可靠性指标；为地面峰值加速度PGA的概率密度函数，可对PGA的累积分布函数求导得到。
[0021]其中，地震烈度与相对应的地面峰值加速度PGA符合由极值分布的尺度变换法描述的累积分布函数，该函数可写为：式中，c1,c2,c3均为系数，取值与地震烈度相关；x为地面峰值加速度PGA的数值。
[0022]S3: 计算地震波调选方法的离散性指标；假定引起结构基底总剪力大于的地震波为无效地震波，小于的地震波为有效地震波，则可将地震库的所有地震记录分为两个集合：有效地震波集合和无效地震波集合，而地震波的调选过程可以看作在两个集合之间做的伯努利试验。根据棣莫弗—拉普拉斯局部极限定理(De Moivre
‑
Laplace local limit theorem)有，式中，N
E
为有效地震动记录数量；N为地震动记录总数量；P
s...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性时程分析中地震波调选方法适用性的评估方法，包括以下步骤：1）定义地震记录调选方法的适用性评估指标：采用可靠性指标和离散性指标作为弹性时程分析中地震记录调选方法的适用性指标；可靠性指标用来评价调选方法的安全水平；离散性指标用来评价调选方法的可行性；2）计算地震波调选方法的可靠性指标：弹性时程分析中地震波调选方法的可靠性指标按下式计算，式中， 为标准正态分布的累积分布函数；x为地面峰值加速度PGA的取值，当考虑双向水平地震时，x取两水平方向PGA的几何平均数；为地震波调选方法的可靠性指标；为地震波调选方法可靠性方程；为地面峰值加速度PGA...

【专利技术属性】
技术研发人员：任靖哲，邹启令，黄细军，郑晗，
申请(专利权)人：中信建筑设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：