[软件][地震工程] GMS_DESIGN选波软件 —— 实际工程选波案例及不同选波方法对比

实干、实践、积累、思考、创新。 GMS_DESIGN是从最初的GMS选波系统( [地震波][软件]GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统] )精简后的一个简便的更加符合工程师习惯的基于目标谱匹配法的天然地震波选波工具。GMS_DESIGN软件链接:[软件][地震波][抗震] GMS_DESIGN: Ground Motion Selection Program for Practicing Engineers [地震波选波工具 工程师版] GMS_DESIGN 提供了两种目标谱匹配方案:离散周期点匹配法及周期范围匹配法,两种算法均可自定义多种具体参数,比如 离散周期的数量,特定周期点的误差百分比限值,特定周期点的误差权重等,以实现更加灵活更加通用的自定义选波功能。采用GMS_DESIGN可以实现各种形状反应谱地震波检索,也能非常简便实现常说的双频段选波、多频段选波等。 前面一片博文 [软件][地震工程] GMS_DESIGN选波软件——多频段选波案例 (Selection of earthquake ground motion using GMS_DESIGN)介绍了GMS_DESIGN的多频段选波的灵活性,这篇博文以一个实际工程项目选波案例,演示GMS_DESIGN的可行性,顺便对比总结不同选波方法的差异和适用范围。 …

[软件][地震波][抗震] GMS_DESIGN: Ground Motion Selection Program for Practicing Engineers [基于目标谱匹配法地震波选波工具 工程师版]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMS_DESIGN是从最初的GMS选波系统( [地震波][软件]GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统] )精简后的一个更加简便的且符合工程师习惯的基于目标谱匹配法的天然地震波选波工具,主要功能包括: (1)软件自建波库选波,含Peer 3000多组3向地震波。 (2)支持多个指定的阻尼比(3% 5% 7%) (3)支持自定义需要匹配的目标反应谱 (4)软件选波满足抗震规范要求,可指定匹配的目标峰值加速度PGA (5)软件提供两种目标谱匹配方案:离散周期点匹配法及周期范围匹配法。 两种算法均可自定义多种具体参数,比如 离散周期的数量,特定周期点的误差百分比限值,特定周期点的误差权重等,以实现更加灵活更加通用的自定义选波功能。 实践结果表明,离散周期点匹配法侧重于控制具体周期点的反应谱误差,周期范围匹配法则侧重于控制指定周期范围内地震波反应谱与目标谱形状的吻合程度。 采用软件提供的算法,可以实现,各种形状反应谱地震波检索,也能非常简便实现常说的双频段选波、多频段选波等。 (5)软件提供了一些便捷的GUI操作,如:可多次初选地震波,把初选地震波添加到选中,然后对勾选的地震波进行平均谱计算及指定周期点谱误差计算等。 (6)软件可输出所选的三向地震波加速度时程、地震波的反应谱及目标谱、周期点的误差结果及地震波的地震事件信息、发震时间、NGA编号、震级、站台信息等。 软件可满足隔震结构、钢结构、IDA分析选波、双频段选波等科研与工程需求。 …

[软件][编程][地震动] NFAGM近场脉冲型地震动人工合成程序 案例1—— 单向脉冲波生成 (永久地面位移现象) (Case 1 of NFAGM Near Field Pulse Type Ground Motion Artificial Synthesis Program – Unidirectional Pulse Wave Generation (Permanent Ground Displacement Phenomenon))

实干、实践、积累、思考、创新。 NFAGM是小伙伴找我们做的 NFAGM近场脉冲型地震动人工合成程序,具体可以在这个连接查看:http://www.jdcui.com/?p=20405 这里以NFAGM为例,做个单向脉冲型地震动人工合成案例,具体参数的合理性这里不细究,例子重在说明软件的大致使用过程,以供参考。 STEP 1: 导入底波加速度 STEP 2: 过滤底波脉冲 STEP 3: 设置单向速度脉冲 STEP 4: 生成人工脉冲波 STEP 5: 脉冲波积分结果 对这个人工包含单向脉冲加速度时程进行积分(导入本站的 SPECTR 程序),结果如下图所示, 由图可见,在单向速度脉冲时程租用下,地面出现了大概35cm的永久位。这个也是可以理解,因为A类速度脉冲时程是比较理想夫人脉冲模型(只有单向存在速度),在速度时程在中添加该类模型,相当于速度往单向走,积分后位移自然是出现永久位移。 相关博文( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A …

[软件][地震动][编程] GM_Truncation: A Program for truncating ground motion records [地震波截断工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 – – – – <随后更新> – – – –       相关内容(Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] Ground Motion Selection [强震记录选取] …

[地震动][软件][研究] DCF_SPECT: A Tool for Calculating Damping Correction Factor of Earthquake Spectrum [地震反应谱阻尼修正系数计算工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标( Icon ) 程序介绍 ( Introduction) 程序最主要的功能是,计算不同类型反应谱的 阻尼修正系数( Damping Correction Factor )。 程序支持一共支持同时指定 15个阻尼比。 程序支持的反应谱类型包括:相对位移反应谱、相对速度反应谱、绝对加速度反应谱、伪速度反应谱 和 伪加速度反应谱。 程序支持多组地震波动 批量计算 及结果批量输出。 除此之外,程序还有以下特点: (1)多种加速度时程格式支持,一次可导入多组加速度时程 (2)基线修正:软件提供线性和抛物线基线修正方法 对加速度时程进行修正 (3)加速度积分:加速度积分生成相应的位移时程序和速度时程 (4)目前支持以下几种弹性反应谱的分析:相对位移反应谱、相对速度反应谱、绝对加速度反应谱、拟速度反应谱和拟加速度反应谱 (5)支持图形式和表格形式查看时程数据、反应谱数据。表格数据支持复制操作,可方便通过快捷键将数据粘贴至Excel快速绘图 (6)可自由选择坐标轴进行谱曲线绘制,方便谱曲线结果的对比 (7)批量计算分析:加速度时程的积分和反应谱批量分析,并支持批量导出分析结果。 教程及案例 (Examples) …

[动力学][Chapter14] 地震作用下结构的能量分析 [Energy analysis of structures under earthquake]

实干、实践、积累、思考、创新。 以下内容摘选自《结构地震反应分析——编程与软件应用》一 书的 第14章,关于书本更多信息可查看链接:http://www.jdcui.com/?page_id=16529 在地震作用下,能量不断输入到结构体系中,其中一部分能量以动能和可恢复弹性应变能的形式存储,另一部分能量则被结构体系的阻尼和结构构件产生的非弹性变形耗散。当结构停止震动时,体系动能和可恢复弹性应变能归零,地震输入到结构体系的能量全部被结构体系的阻尼和结构构件产生的非弹性变形耗散。结构在地震作用下的反应过程,是地震输入能量在结构体系中以多种形式不断转化和耗散的过程。本章从能量平衡方程出发,给出各类耗能的定义,在此基础上给出逐步积分法时程分析时各类能量的求解方法,并给出具体的MATLAB编程代码。 14.1 能量平衡方程 在地震动持续过程中的任意时刻,结构体系储存和耗散的总能量等于地震动输入到结构体系中的能量[1],即 \[{E_{In}} = {E_k} + {E_s} + {E_d} + {E_p}    (14.1‑1)\] 其中EIn表示地震输入的总能量,Ek表示体系的动能,Es表示结构的可恢复弹性应变能,Ed表示结构阻尼耗能,Ep表示结构非弹性耗能。其中动能Ek和弹性应变能Es是瞬时变量,阻尼耗能Ed和非弹性耗能Ep是累积的。 以下讨论上述公式中各项能量的计算公式。 14.1.1 单自由度体系能量平衡方程 水平地震作用下单自由度体系的地震动力方程: 以相对位移表示的动力方程: \[m\ddot u\left( t \right) + …

[软件][地震动] AEEG人工地震波合成 —— 案例2(如何提高人工波拟合精度)

实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴在使用AEEG( [工具][软件][地震动] AEEG: A Program for Artificial Earthquake Accelerograms Generation [人工地震波合成软件]  )的时候,给我们反馈,怎么提高AEEG人工波反应谱的拟合精度? 其实方法非常简单,下面用一个简单例子说明。 下图为此次需要匹配的目标反应谱,从图也可以看见,这是一个十分特殊的反应谱。 以下是小伙伴用初始参数,随机生成的一组人工波。由下图可见,人工波的反应谱与目标谱在短周期段匹配较好,但在长周期段吻合度比较差。 如何提高吻合度呢。对于本例,由于目标谱最大周期较大,达10s。为了提高长周期反应谱的吻合度,通常可以减小频率步,以提高长周期的成分。对于本例,将频率步从原来的0.05减少到0.01,再重新生成人工波,结果如下图所示。 有图可见,人工波的反应谱在长周期段与目标谱的吻合度显著提高了。 同时,通过这个例子也可以看到,对于非常特殊的目标谱,AEEG也可以拟合。 此外,迭代次数有些情况也会影响拟合精度,并不是迭代次数越大拟合越好。在调整反应谱拟合精度的时候,也可尝试调整迭代次数。 相关内容(Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis …

[软件][地震动] AEEG人工地震波合成 —— 案例1(拟合自定义反应谱)

实干、实践、积累、思考、创新。 使用AEEG( [工具][软件][地震动] AEEG: A Program for Artificial Earthquake Accelerograms Generation [人工地震波合成软件]  )做个基于自定义反应谱拟合人工波的例子。 STEP 1: 准备自定义反应谱数据 将反应谱数据按 两列准备到文本文件中,第一列为周期,单位为s,第二列为谱加速度,单位为g,即一个重力加速度。 STEP 2: 导入自定义反应谱 点击 [导入自定义反应谱] 将反应谱数据导入,可以在 “目标谱” 选项卡看到导入的反应谱的形状,可检查是否导入正确。 STEP 3: 设置人工波参数,生成人工波 设置人工波参数,点击“生成人工波”按钮,软件会根据设置的参数进行人工波拟合。拟合的人工波可以通过 人工波时程 …

[科研][工具][地震动] RSF Response Spectrum Fitting v2022: 反应谱拟合及反应谱特征参数提取工具 [RSF: A tool for fitting response spectrum and extracting response spectrum parameters]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 【科研小工具】:反应谱拟合,反应谱特征参数提取。网友建议我做的一个小软件,帮助学生科研。 主要参考论文:王国新, 陶夏新, 姜海燕. 反应谱特征参数的提取及其变化规律研究[J]. 世界地震工程, 2001, 17(2):73-78. 旧版软件连接:[科研][工具][地震动] RSF: Response Spectrum Fitting v2018: 反应谱拟合及反应谱特征参数提取工具 [RSF: A tool for fitting response spectrum …

[软件][地震动] GMP v2022: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon )     程序介绍 ( Program Introduction) 程序目前经历了多个版本的更新。 GMP v2018: [软件][地震工程] GMP v2018: 结构抗震分析地震动强度指标计算工具 ( GMP: A tool for Calculating Earthquake Intensities for Seismic Analysis of Structures) GMP …

[动力学][软件] NMDOF算例1 —— 单自由度体系(WEN模型)非线性动力时程分析 [Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Single Degree of Freedom System (WEN Model)]

实干、实践、积累、思考、创新! NMDOF是一个多自由度剪切层模型动力非线性分析工具。NMDOF软件链接:[软件][动力学][编程] NMDOF v2022: A Tool for Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Shear-Type MDOF System (多自由度剪切层模型系统动力非线性时程分析工具 v2022) 本篇博文用NMDOF做一个单自由度非线性动力时程分析案例,采用模型是Plastic Wen模型,也就是常说的Bouc-Wen模型,并同时利用SAP2000进行对比验证。 (1)模型参数 质量【MASS:100】 材料模型【MATERIAL:Plastic Wen】 Stiffness: 80000 Yield Strength: 640000 Post …

[软件][动力学][编程] NMDOF v2022: A Tool for Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Shear-Type MDOF System (多自由度剪切层模型系统动力非线性时程分析工具 v2022)

软件已更新,新版移步:http://www.jdcui.com/?p=22688 实干、实践、积累、思考、创新。 拖了好久的东西,这次总算可以更新了。有朋友找到我们,让我们做一个隔震层模型计算程序。于是有了这个剪切层模型的非线性动力分析程序。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) NMDOF 是一个基于微软的windows窗口程序,用于多自由度剪切层模型系统的地震动力非线性分析。 结构可是弹性也可以是弹塑性,支持的材料模型包括,线弹性材料、常规的二折线滞回本构及Bouc-Wen滞回本构。 程序使用Newmark-beta逐步积分法求解增量非线性运动方程。软件提供的阻尼模型包括模态阻尼及瑞利阻尼。 软件可计算并显示结构的模态形状。 软件可输出结构的各种时程响应结果,包括位移,速度,加速度,各类耗能时程等。同时软件可输出多种层最大响应结果,包括层位移、速度、加速度及层间剪力等。 软件可显示结构的模态形状动画及时程变形动画。 软件提供多种常用地震加速度时程格式模板,方便使用者快速导入地震加速度时程,形成自身的地震加速度记录数据库。 NMDOF is a Microsoft-based Windows program for seismic dynamic nonlinear analysis of …

[动力学][地震动] SPECTR与SeismoSignal反应谱计算有差异?

实干、实践、积累、思考、创新! 小伙伴用SPECTR (  [软件][工具] SPECTR (v1.0) – A program for Response Spectra Analysis [SPECTR地震波反应谱计算程序]  )及SeismoSignal做了个反应谱分析对比,发现结果有差异。 如下,对自带的chichi.data地震波进行加速度谱分析。发现差异主要是在0%阻尼比的加速度反应谱上,SPECTR算出来最大是1.77,而seismosignal是1.96,比SPECTR大。 仔细检查原因,发现引起这个差别的主要原因是,SPECTR默认采用的是逐步精确解析法(Piecewise Exact Method)(Nigam-jennings法),该方法不受积步长影响,是更加准确的,而seismosignal 默认采用的是newmark beta法,也只有newmark beta法。 seismosignal 默认采用的是newmark beta: 于是将SPECTR中的积分方法改为newmark beta法,同时参数取值与seismosignal保持一致,然后再重新计算。结果显示,此时SPECTR中的计算结果最大值也是1.96,与seismosignal一致。 因此可以断定这个问题是因为Newmark beta法的积分步长引起的,因为Newmark beta法的计算精度与积分步长有关,尤其是对于阻尼比较小,加速度响应较为敏感。在SPECTR中将Newmark …

[地震][动力学] 对称结构的地震剪力规律 (Seismic Shear Law of Symmetrical Structures)

实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 刘骥 的分享。这个是继《 [抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!! 》后对对称结构进行的简单测试。直接看测试结果吧。 算例1: 算例2: 可见,剪力作为矢量,是满足平行四边形法则的。同时,对于对称结构,往哪个方向输入地震加速度,总剪力均一致。 相关博文 ( Related Topics) [01] [地震][动力学] 对称结构的地震剪力规律 [02] [地震][结构] 双向地震作用效应,【先振型组合,再方向组合】及【先方向组合再方向组合】的差异?(实际案例测算) [03] [地震计算][反应谱][动力学][CQC] 振型叠加法随着组合振型数量的增加各种响应量是怎么变化的? [04] [抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!! 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!!

实干、实践、积累、思考、创新。 对于整体结构,X向地震作用下,结构有Y向的剪力吗?以下通过两个简单的时程分析案例进行测算。 案例1: 振型结果如下: 振型1为Y向平动 振型2为X向平动 振型3为绕Z轴扭转 案例2:案例1模型逆时针旋转45度 周期值与模型1是一样的,只是因为结构转了一个角度,振型方向不同了。 振型1为135度方向平动 振型2为45度方向平动 振型3为绕Z轴的扭转 分别对两个模型沿X向施加地震动加速度时程,进行直接积分动力时程分析。所选的地震波如下图所示。 模型1沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知,对于模型1,沿X向输入地震,Y向剪力几乎为0。 模型2沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知,对于模型2,沿X方向输入地震,结果Y向会产生剪力,且剪力大小不可忽略。 粗看似乎有点难理解,外力和内力不是应该平衡的吗?为何施加X方向加速度,结构有Y向的剪力?对于静力情况下,结构受到到的外力与的内力平衡,比如,当沿结构X方向施加力F时,结构总的剪力必然是沿X方向,且大小为F,Y方向不存在剪力。为何到了动力情况,就不满足这个规律了?不妨看一下两种情况下结构的平衡方程。 结构静力平衡方程: 其中,为结构的外力,为结构的抗力,其中,当只有X向力作用时,即 ,,即结构的抗力也只有X反向的力,y及z向的力为0   结构动力平衡方程(地震): 其中,当只有x向地震时,,即向量在非X向自由度上为0,此时结构的抗力,假设忽略阻尼,结构的抗力为,对比静力平衡下的公式()可见,尽管向量在非X向自由度上为0,但是抗力的右边项不是,而是,即所谓的绝对加速度,其中相对加速度在非X向自由度上不一定为0,当在非X向自由度上存在非0值时,抗力就可以能存在非X向自由度上的力,即对于整体结构,X向地震作用下,结构整体在其他方向也可能存在抗力,包括Y向的剪力。 对于算例1,在X向地震加速度作用下,由于结构基本只有X向的位移,因此Y向的抗力很小,进而Y向剪力很小。对于案例2,由于结构扭转了45度,在X向地震加速度作用下,结构不仅有X向的位移,也有Y向的位移,有Y向的位移,就可能有Y向的抗力及Y向剪力。 由以上分析也可发现,引起动力与静力概念上不同的错觉的原因是,把动力情况下结构的抗力当成了,实际上动力情况下结构的抗力等于(忽略阻尼情况下)。 平衡还是满足的!!!。 相关博文 ( Related Topics) [01] …

[地震工程][抗震][规范] 对抗规反应谱的速度段、位移段按理论规律调整,反应谱会变成什么样?

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 抗规反应谱如下图, 其中: 假定0~Tg为加速度控制段,Tg~5Tg为速度段,5Tg以上为位移控制段,则速度段衰减指数取为了0.9,即T-0.9衰减而不是按T-1衰减,可见γ的公式。 位移段则是在5Tg处按斜率η1直线衰减,而不是按理论的T-2衰减。 假定按对抗规反应谱的速度段、位移段按理论规律调整,反应谱会变成什么样? 以7度0.1g,III类场地大震下的反应谱为例,调整前后的反应谱结果如下图所示。 由上图可见,考虑速度段及位移段分别按T的-1次方及-2次方修正后,加速度显著减小,尤其是5Tg后,加速度衰减很快,周期大于3s后,修正反应谱不到规范反应谱的一半。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[软件][工具][地震波] KNETConvert: Kik-net Ground Motion Converter [K-Net, Kik-net 地震波数据转换工具]

实干、实践、积累、思考、创新! 小伙伴让做的一个小工具,主要用于日本Kik Net的地震波数据的转换。有需要的小伙伴看看。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 日本的 Kik-net 地震动数据库(https://www.kyoshin.bosai.go.jp/)是做地震工程研究的小伙伴常用的一个网站。KiK-net是由日本防灾科学技术研究所建设和管理的强震动台网,由安装在钻孔底部和对应自由地表的两组强震仪组成井下强震动观测台阵构成,每个台站都拥有详细的场地钻孔剪切波速资料。其中Kik-Net提供的地震波是以下这种ASCII格式。 The K-NET ASCII format is described below with an actual data file. —-+—-1—-+—-2—-+—-3—-+—-4—-+—-5—-+—-6—-+—-7—-+—-8 Origin Time 2006/01/18 23:25:00<LF> …

[选波][地震波][科研] 考虑近断层及远断层地震波选取案例2(GMS选波系统-选波应用案例17)

实干、实践、积累、思考、创新。 采用GMS选波系统( http://www.jdcui.com/?page_id=6118 )做的一个有趣的选波案例,小伙伴找我们帮忙做的,这个主要用于科研。 选波需求参数: (1)近场(有脉冲)(Near-fault),远场长周期(无脉冲)(Far-fault),普通地震波(用于对比分析用尽量突出前几个波的特点)各10条。断层距要求:近场 2~20km,远场 >60km.(GMS选波系统可以实现这样的特殊参数控制要求!!) (2)同一地震波不超过2条 (3)结构基本周期2.5s左右,结构阻尼0.05。三类场地,地震分组第一组,设防烈度8度。根据我国规范《抗规》和《高规》,反应谱的特征周期Tg=0.45s,中震得影响系数最大值为0.45,时程分析的地震加速度最大值(PGA)为200cm/s2。 (4)反应谱控制要求 强调按美国规范ASCE7-10的方法进行反应谱验算,即要求在0.2T~1.5T范围内,地震波的均值反应谱与目标反应谱比较吻合,且不应该低于规范的目标反应谱。本项目目标设计反应谱:中震规范设计谱。由于结构基本周期为2.5s左右,即控制结构在0.5s~4s(0.2T~1.5T)范围内,选取的时程波的反应谱与目标反应谱比较吻合,且不应低于目标反应谱。(GMS选波系统也可以实现这样的特殊要求!!) GMS选波结果: 【近断层】【Near-fault】 【远断层】【Far-fault】   【普通断层距】【moderate fault distance】 可见,各组波反应谱的平均值与目标反应谱较吻合,且在0.2~1.5T周期范围内反应谱均值不低于目标反应谱。 相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例(GMS选波系统-选波应用案例1) [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例2) [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] …

[选波][地震波][科研] 框架结构(短周期)IDA分析地震波选取案例(GMS选波系统-选波应用案例13)

实干、实践、积累、思考、创新。 用GMS选波系统( http://www.jdcui.com/?page_id=6118 )做的一个有趣的选波案例,小伙伴找到,帮忙做的,主要用于进行IDA分析研究。 基本信息如下: 三类场地,地震分组第二组,设防烈度8度,结构阻尼0.05;一共有多组结构,结构的前三阶周期分布在0.4s~1.1s;选25组地震波,多组模型公用。 GMS选波信息: 选波按中震选,按中震反应谱进行匹配,所给出的地震波峰值均按规范调整为200cm/s2,IDA分析进行其他强度地震分析时候,可以自行对中震地震波进行缩放来使用,超大震就按超大震得PGA来调整即可。规范要求时程分析时有效持时不小于15s及5倍T1,对于本结构,有效持续时间不小于15s,所选地震波控制时间均在15s以上。 选波兼顾0.5s~1.1s范围的反应谱,及1.1s后的反应谱。0.5s~1.1s权重大,务求平均谱与规范反应谱相差不大于20%,1.1s后,尽量满足,优先选最满足的。达到各组结构均适用。这样,做IDA分析也方便不同模型之间进行对比分析。如下是本次选波的反应谱结果。可见,在结构主要周期范围内(0.5s~1.5s)内,反应谱吻合很好。 GMS选波 反应谱对: 相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例(GMS选波系统-选波应用案例1) [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例2) [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例4) [05]. [工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例5) [06]. [工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例6) [07]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例7) [08]. [工程][选波][地震波] 某8度区框架-剪力墙结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例8) …

[工程][选波][地震波] 某框筒超高层结构选波案例 [第1第2周期大于6s](GMS选波系统-选波应用案例14)

实干、实践、积累、思考、创新。 随后更新…       相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例(GMS选波系统-选波应用案例1) [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例2) [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例4) [05]. [工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例5) [06]. [工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例6) [07]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例7) [08]. [工程][选波][地震波] 某8度区框架-剪力墙结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例8) [09]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例9) [10]. [工程][选波][地震波] 某7度区大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例10) [11]. …

[科研][更新][Update] 地震动参数计算软件(GMP)更新 (支持更多数据导入格式)

经过多个网友的建议及反馈,给 GMP ( GMP: A tool for Calculating Earthquake Intensities for Seismic Analysis of Structures)  进行了更新,可以支持更多地震波数据格式的导入。 GMP是一个地震动参数计算工具,支持以下功能(1)地震波基线修正(2)地震波积分(3)地震波反应谱计算(4)地震波参数计算,一共支持46个常用和非常用参数的计算。 关于GMP的详细信息可以访问这个网页:[软件][地震动参数][Tool] GMP: 结构抗震分析地震动强度指标计算工具 ( GMP: A tool for Calculating Earthquake Intensities for Seismic …

[动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 复习基本知识,整理资料。振型分解法。 (1)振型向量是有量纲的。量纲为长度的倒数。 (2)振型向量关于质量矩阵正交。 (3)振型向量与振型参与系数的乘积为荷载指向向量。推到过程中利用到分块矩阵的一些计算。 相关博文(Related Topics) [01] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [02] [动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导 [03] [结构设计][地震作用][规范] 振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra Method) [04] [动力学][SAP2000] SAP2000中振型向量的标准化方法 …

[结构设计][地震作用][规范]振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra Method)

实干、实践、积累、思考、创新。 温故而知新,理论指导实践,实践检验理论。 (1)振型型分解法,首先是进行模态分析,有多少个动力自由度,理论上就有多少个模态,相应的有多少个周期(频率),及振型。 (2)振型向量关于质量矩阵及刚度矩阵正交。因此,无阻尼运动方程可以实现解耦,将耦合的运动方程,解耦为多个广义单自由度运动方程。 (3)如果阻尼矩阵也满足于振型的正交性条件(如,瑞丽阻尼),则有阻尼结构的运动方程也可以解耦,解耦为多个有阻尼的广义单自由度运动方程。 (4)解耦后的单自由度方程的频率就是振型的频率。即,看是错综复杂的多自由度的震动过程其实是多个规则的不同频率的三角函数组成的。(PS. 自然界就是这么神奇,就像傅里叶变换一样,看是动态的,实则背后是静态的,是死的,太可怕了,无规律的东西,从频率来看,背后却是规律的… 这里不扯这个。 (5)振型无绝对大小,只是表示结构按某个具体频率振动时,各个动力自由度的振幅的相对大小。 (6)利用振型将多自由度方程解耦后分,若对解耦的单自由度方程进行时程分析,该方法常称为模态时成分析方法。若对解耦的单自由度方程进行反应谱分析,则称为振型分解反应谱法,这是目前结构设计规范的主流设计方法。 (7)振型分解法依靠振型对运动方程进行解耦,而振型是与弹性刚度及质量相关的,因此,机遇固定的振型对运动方程解耦,也意味着结构必须是弹性,该方法仅适用于弹性分析。 (8)振型分解反应谱法,由于引入了反应谱,使得结构工程师主要关注最大值,查看结果简便了,但是简便也带来了问题,因为反应谱丢掉了时程结果的许多信息。 (9)由于反应谱法只能获得最大值,因此振型分解反应谱涉及多个层次的组合问题。首先,各振型的极大值怎么叠加组合为最后的响应,该部分组合是所谓的“振型组合”,如常见的ABS组合方式,SRSS组合方式,及CQC组合方式等。另外,还有一个组合问题是多个方向的地震响应的组合问题,由于不同方向的地震动严格来说是不同的,所谓的不同,是说具体的时程肯定是不同的,响应的反应谱也是不同的,不同就会导致不同步,不同步那不同方向的结果也需要组合。直接时程分析法考虑多个方向的地震同时作用,直接就把多个方向的地震波加上同时进行分析即可,无非是动力方程的右边项将不同方向的地震波叠加即可,而振型分解反应谱法不行,不同方向的地震响应结果,也需要组合,先进行单个方向的效应分析,然后再把这些单个方向的极大值效应进行组合,该组合即所谓的“方向组合”。 (10)由于振型分解反应谱法的概念是,先计算单个振型的某个效应(如剪力,弯矩等)的最大值(正值),然后将单个振型的结果按一定的方法叠加起来,因此,振型分解再用反应谱分析再叠加的过程,丢掉了方向性。或者说,这些响应量,如剪力,只有一个统一的方向。结果都只有一个方向,那使用起来不方便,不直观,因此,在应用的时候,为了给出方向,又有研究者给出一些建议方法,判定响应方向,比如按主振型的方向,来确定响应的方向。但该方法也仅是对于一些简单结构,给出一个响应的参考方向,对于复杂结构,依然存在问题一些问题。比如,多塔连体结构,由于振型分解反应谱法,给出的不同塔楼的力都是同一个方向的,那振型分解反应谱可能就丢失了塔楼的反向运动,有可能存在隐患。因此,振型分解反应谱法虽然简便好用,但是也有不足,这个时候就需要补充弹性时程分析。这就是为何规范要求对复杂结构进行补充的弹性时程分析的一个重要原因。这个振型分解反应谱法的方向问题,还会引起其他相关的问题,具体工程的时候具体思考和分析。 (11)振型分解反应谱法的振型组合是非线性的,因此会出现诸如振型分解反应谱法的楼层剪力与楼层地震力(外力)不平衡的问题。因为,楼层剪力是多个振型的楼层剪力组合而得到的,单个振型下的楼层剪力是由于楼层地震力根据平衡求解的,满足平衡关系,但是经过振型组合后(如,SRSS,CQC),又不不平衡关系了,因为这些振型组合的方法都不是线性的。因为不能是线性的,为何?简单说,以为各个振型的极大值不是同时出现的。 (12)振型分解反应谱法,实际上是一个等效静力分析,为何这么说,因为运动方程经过解耦,再套上反应谱法,对于每一个振型,相当于在各个动力自由度上加上了一个等效惯性力,然后用这个惯性力进行静力分析,得到该振型下相关的响应量,如构件剪力,弯矩,轴力等,然后再进行振型组合。因此,在有限元求解上,其实是一个静力的求解分析过程。 (13)说到振型分解反应谱法,《高规》及《抗规》,又要扯到“扭转耦联”这个四个字,规范也给出了,两个方法,其中第一个是 a.不考虑扭转耦联的振型分解反应谱法,及b.考虑扭转耦联的振型分解反应谱法。其中,不考虑扭转耦联的振型分解反应谱法采用的是 SRSS组合,仅考虑一个水平方向的振型,即仅进行一个方向的振型分析,不考虑另一个方向质量或扭转惯量的耦合作用。考虑扭转耦联的振型分解反应谱法采用的是 CQC组合(CQC,组合过程中各个振型也是耦联的,需要通过两两振型的周期比及阻尼比参数来计算),分析过程中每一个楼层考虑水平方向及扭转方向3个自由度,振型也包含三个方向的分量。 (14)关于“扭转耦联”,必须说的是,由于一般结果,质量中心及刚度中心很难完全重合,因此,结构的扭转振动总是存在的,因此,进行“考虑扭转耦联的振型分解反应谱法”是相对更精确的。 (15)另外,进行“考虑扭转耦联的振型分解反应谱法”分析与是否考虑多向地震作用或者考虑哪个方向地震作用无关。不要将扭转耦联等同于双向或者三向,不考虑耦联则等同于单向地震。考虑扭转耦联,本质上说的是模态分析的时候,需要考虑平动与扭转自由度的耦联,模态需要能反应扭转的成分。是否考虑多向地震作用,只是振型分解后,方向组合的问题。是否考虑不同角度的地震只是涉及到振型参与系数的计算方法。振型分析,是否考虑扭转耦联或者不考虑扭转耦联,仅仅是结构固有特性的反映。 PS. 最后几点对SRSS和CQC及“扭转耦联”的表述还不是太清楚,借筑信达 李楚舒李总 的话补充一下:完全对称(没有扭转)的SRSS和CQC的结果也有较大区别,SRSS会在地震方向低估作用,而在另一个方向高估(见Wilson一书)。所以用CQC与结构是否扭转没关系,而是振型间存在耦合这一客观存在,所以必须用CQC。所以抗规的“扭转耦联”不对,应该是“振型耦联”——这误导了很多工程师. 相关博文( Related Posts ) [01] …

[工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例2)

实干、实践、积累、思考、创新。 挤些时间,陆续分享一下 GMS : Ground Motion Selection Program 地震波选波系统 的一些选波案例。关于GMS选波系统及关于地震波及地震工程的更多资料可以参考 www.jdcui.com 的这个网页:(http://www.jdcui.com/?page_id=6118)。 下面的算例是一个框筒结构的选波案例。 【结构信息】 地面以上结构总高度接近170m。结构体系: 框筒结构;结构材料信息: 钢筋混凝土;设计地震分组: 一;地震烈度: 6 (0.05g);场地类别: Ⅲ;特征周期: 0.45;结构的阻尼比: 0.050。 结构前3周期分别为:5.15s、4.12s及3.98s,周期在6s以内。 【GMS 选波系统】 采用 www.jdcui.com 的 GMS (http://www.jdcui.com/?page_id=6118)选波系统进行选波,并结合Ground Motion Converter(http://www.jdcui.com/?p=4604)将地震波转换到其他软件进行补充计算,如下图所示。 (1) …