1.基本信息
对加速度反应谱记录进行分析处理,显示其基本属性、以及依伪谱关系计算得到的速度谱与位移谱,并可导出数据或图象信息。
2.反应谱生成
依据《建筑抗震设计规范》、《建筑隔震设计标准》或者广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》,适用于工程结构物抗震设计的标准加速度反应谱,并可与反应谱库中的反应谱记录进行分析对比。可导出数据或图象信息。
“基本信息”参数设置应当依据生成反应谱所参考的规范标准文件。“调整系数”和“周期增加”可选参数主要可用于满足规范中明确的近断层地震作用放大以及罕遇地震场地周期延长等要求,但必要时也可以人为设置相关参数进行变参数研究。生成的反应谱记录临时储存在当前页面中,需要选中单条反应谱记录、赋好名称后,单击“入库”按钮追加到当前反应谱库中。
“反应谱表”栏目下方的“对比”功能可以对表格中的反应谱记录进行绘图比较。
3.三联谱设计
依据伪谱关系形成A-V-D三联谱应用于工程结构设计,适用于线性单自由度结构(或等效线性化的等效单自由度结构)基本设计参数的快速试算或估算。
“表格信息”栏目中的“选取”功能从反应谱库中选取对应记录并绘图展示。“绘制”功能对表格中的反应谱记录进行绘图比较。
选中“SDOF”设计功能后,将具有相应自振周期特性的线性单自由度系统特性曲线以虚线形式绘制于图中并确定与谱线交点,交点在A-V-D三轴上对应的坐标可以在表格中查找,从而与相应的规范限值进行比较。
4.合成地震动
以反应谱库中的反应谱记录为基准,采用Ruiz和Penzien所报告的功率谱密度函数,生成与反应谱相兼容的加速度时程记录。亦可对所生成加速度记录的峰值进行设定。
地震动时程人工合成的方法参考《结构动力学》第25章的内容。
加速度时程的人工合成需要反复迭代,本软件暂未实现进度条显示功能,为避免迭代次数设置过大或参数设置不合理导致计算时间过长,迭代过程中每次迭代后会弹出下图所示窗口,单击“是”以忽略后续警告继续计算,单击“否”则继续计算但下次迭代完成时仍会弹出警告,单击“取消”则取消计算,以便重新设置参数。
生成的人工合成加速度时程通过“入库”功能追加到现有时程库中。
特别提醒,当不指定峰值时,往往仅需要极少量的迭代次数即可取得与反应谱良好吻合的加速度时程记录,且生成的加速度时程峰值一般与相关规范标准推荐的建议值也相接近。若指定峰值,则增加迭代次数并不能使得加速度时程的实算反应谱更接近于设计反应谱,建议可保持迭代次数不变,多次重新计算并保存记录,选择相对偏差较小的合成结果作为最终结果选用。本软件用于拟合人工加速度时程的反应谱为伪绝对加速度反应谱。
5.合成风时程
依据Davenport谱、Kaimal谱、Karman谱或Panofsky谱,结合荷载规范的相关参数,生成与相应功率谱相兼容的风速时程记录。可以实现空间多点风速相关性的模拟。
风时程人工合成的方法参考结构风工程的相关书籍文献,且满足《建筑结构荷载规范》的相关要求。
“合成结果”中通过“选点”取得各个空间点位处的风时程(速度时程),从而录入时程库或者导出为文本/图片文件。
6.合成冲击时程
6.1.随机振动信号
(功能测试中)采用拟合目标谱方法人工合成爆炸振动时程。
爆炸振动时程人工合成的方法以及参数设置参见参考文献。涉及到人工合成爆炸振动时程方法的书籍文献数量较少,其方法成熟度远低于地震动时程和风时程的人工合成方法,因此该功能仍处于测试中。
加速度时程的人工合成需要反复迭代,本软件暂未实现进度条显示功能,为避免迭代次数设置过大或参数设置不合理导致计算时间过长,迭代过程中每次迭代后会弹出下图所示窗口,单击“是”以忽略后续警告继续计算,单击“否”则继续计算但下次迭代完成时仍会弹出警告,单击“取消”则取消计算,以便重新设置参数。
生成的人工合成加速度时程通过“入库”功能追加到现有时程库中。
6.2.半正弦脉冲信号
(功能测试中)对时程库中的爆炸时程记录,人工优选参数生成半正弦脉冲信号以实现对其加速度反应谱的近似拟合。
爆炸振动时程半正弦脉冲信号等效的方法以及参数设置参见参考文献。涉及到人工合成爆炸振动时程方法的书籍文献数量较少,其方法成熟度远低于地震动时程和风时程的人工合成方法,因此该功能仍处于测试中。
该功能的实质是通过对半正弦脉冲信号调整其峰值和脉宽反复试算,直到其反应谱接近于输入参考冲击爆炸时程的反应谱。峰值和脉宽的初值参考文献中建议的方法选取。以下图为例,峰值参数的试算取值自0.75×33.97,间隔0.25×33.97,算至2.00×33.97,共计6种情况;脉宽参数类似,也是6种情况;故共有6×6=36种情况需要试算。本软件暂未实现进度条显示功能,为避免试算次数过大或参数设置不合理导致计算时间过长,计算中过程中每种情况计算后会弹出下图所示窗口,单击“是”以忽略后续警告继续计算,单击“否”则继续计算但下一种情况计算完成时仍会弹出警告,单击“取消”则取消计算,以便重新设置参数。
就文献所提供的方法而言,实际上是要求半正弦脉冲信号的反应谱完全覆盖且最接近输入的参考时程的反应谱,但是从试算的情况来看很难取得理想的结果:即当半正弦脉冲信号的反应谱完全覆盖参考时程的反应谱时,在低频范围内其量值会远超参考时程的反应谱,难以有效地对参考时程进行等效。因此仅作为测试功能,本软件未强制要求半正弦脉冲信号的反应谱完全覆盖参考时程的反应谱,只要求两条谱线在所关注的频率范围内偏差平方和取得最小值作为最优解。
生成的人工合成加速度时程通过“入库”功能追加到现有时程库中。