[发明专利]一种基于主余震序列的能量谱预测方法

说明书

一种基于主余震序列的能量谱预测方法，本发明涉及基于主余震序列的能量谱预测方法。本实发明是为了解决目前提出的能量谱模型均是基于主震单独作用，而忽略了余震对结构的影响的问题。具体是按照以下步骤进行的：步骤一：选取非弹性SDOF结构，并确定非弹性SDOF结构的动力特性；步骤二：根据步骤一中确定的非弹性SDOF结构的动力特性，求解基底受水平地震动的非弹性SDOF结构的运动方程得到E_I；步骤三：根据步骤二得到E_I，求得V_E；步骤四：根据步骤三得到的V_E，拟合得到基于主余震的能量谱模型。本发明根据结构的动力特性及其所在场地的主余震危险性水平，即可通过能量谱模型计算得到输入能大小。本发明应用于地震工程领域。

技术领域

本发明涉及基于主余震序列的能量谱预测方法。

背景技术

从历史上地震可知，大的主震之后往往伴随着许多条余震，形成主余震序列型地震动。例如，2008年5月12日四川汶川8.0级大地震，在5月31日之前记录到有五条震级超过6.0的余震。对于许多结构在大的主震作用下发生破坏，不可能在余震发生之前这么短的时间内修复，换而言之，主震使得结构发生大的破坏而余震则使得结构产生了二次破坏。然而，几乎世界上所有国家的规范中只考虑了一次主震的情况，而忽略了余震对结构的影响。因此，研究主余震序列型地震动对现有结构的影响是非常必要的。

地震通过能量的形式传递到结构上，结构通过自身的滞回作用耗散来自地震的能量，因此，在抗震设计中考虑采用能量的方法来研究地震的需求和结构的耗能能力是更加合理的。输入能是地震动传递到结构上的能量指标，它是由动能、阻尼耗能、弹性应变能和滞回耗能组成。已有研究表明基于能量的抗震设计相较于传统设计方法更加合理、有效。而应用能量方法的前提就是如何合理地表征结构在地震作用下的能量需求和能力，因此，输入能被作为核心考虑进入了基于能量的抗震设计中了。然而，目前学者提出的能量谱模型均是基于主震单独作用，而忽略了余震对结构的影响，因此提出基于主余震的能量谱模型，对于结构基于能量的抗震设计具有重要意义。

发明内容

本发明是为了解决目前提出的能量谱模型均是基于主震单独作用，而忽略了余震对结构的影响的问题，而提出的一种基于主余震序列的能量谱预测方法。

一种基于主余震序列的能量谱预测方法按以下步骤实现：

步骤一：选取非弹性SDOF结构，并确定非弹性SDOF结构的动力特性，所述SDOF为单自由度；

步骤二：根据步骤一中确定的非弹性SDOF结构的动力特性，求解基底受水平地震动的非弹性SDOF结构的运动方程得到E_I，所述E_I为绝对输入能；

步骤三：根据步骤二得到E_I，求得V_E，所述V_E为绝对输入能的等效速度；

步骤四：根据步骤三得到的V_E，拟合得到基于主余震的能量谱模型为：

其中所述为在主余震作用下地震动记录的峰值加速度PGA为0.1g的绝对输入能等效速度，g为重力加速度；T为非弹性SDOF结构周期，T₁和T₂为两个周期分隔点，a、b、c、d为拟合系数。

发明效果：