浅谈建筑结构时程分析法输入地震波的研究
建筑结构时程分析法中天然地震波的选择
０ 引 言
作 为高层 建筑 和重 要结 构抗震 设计 的一种 补 充 计算 ， 用 时程 分 析法 的主要 目的在 于 检 采
验规 范反应谱 法 的计算 结果 、 补反应谱 法 的不 足 和进行 反 应 谱法 无法 做到 的结 构 非 弹性 地 弥
震 反应 分析 。而且 ， 用 时程 分 析法还具 有许 多优 点 ， 采 其最 主要 的是 它 的计 算结 果能更 真实 地
足现 行抗 震设 计有关 规范 （ ５ ０ １ ２ ｉ ） ＧＢ ０ １ － ０ ０ 或地震 安全性 评价 中经 土层 反应 分 析得 到相 应结 果 的相关 要求 。
１ １ 选 择地 震记 录时应 充分 考虑 建筑物 所在地 的场 地特性 ．
地震 波有 自己的特性 ， 而结 构也 有 自身动 力 特性 ， 且 位 于特 定 场地 土 上 。 比如 ， 软 土 并 将 场 地波 作用到 刚性 场地 上 ， 之结 构具有 共振效 应 ， 加 刚性结 构在 高频 分量为 主 的地 震波 激励下 可能获 得较 强烈 响应 ， 性结 构在 低频分 量 为 主 的地震 波 激励 下 可 能获 得 强烈 响应 。在选 择 柔 地震 波 时 ， 需要 了解其 在 何 种 场地 上 获得 ， 谱 特性 如 何 ， 频 在结 构 所在 场 地 可否 重 现 （ 林建 生
地 震 地 磁 观 测 与 研 究
第 ３ ２卷 第 ４期
２１ ０ １年 ８月
ＳＥＩ ＳＭ ０ Ｌ０ ＧＩ ＣＡ Ｌ ＮＤ Ａ ＧＥ０ Ｍ ＡＧ ＮＥＴＩ Ｃ ０ＢＳ ＲＶＡＴＩ Ｅ ＯＮ ＡＮＤ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ
Ｖ０１ ２ ＮＯ ．３ ．４ Ａ ｕｇ ． ２ １ ０１
ｄ ｉ１ ． ９ ９ Ｊ ｉ ｎ １ ０ —２ ６ ２ １ ． ４ ０ ５ ｏ：０ ３ ６ ／ ． ｓ． ０ ３３ ４ ． ０ １ ０ ． ０ ｓ
动力时程分析法综述
动力时程分析法综述作者：周兆辉来源：《中国房地产业·上旬》2018年第06期【摘要】本文主要介绍地震作用计算方法中的时程分析法。
通过梳理并陈述时程分析法的定义、类别、适用范围、优缺点及其实际运用的过程等多个方面，使更多初步涉及时程分析法的工程师及学生初步认识时程分析法，为进一步的抗震设计计算打下坚实基础。
【关键词】地震作用计算；时程分析法1、引言进行建筑抗震设计的关键步骤是要对地震作用进行计算，目前国内外常用的计算方法主要有：底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法三种。
本文将就时程分析法进行浅析。
2、时程分析法的定义及原理时程分析法是20世纪60年代逐步发展起来的一种抗震分析方法。
它是由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分，求得整个时间历程内结构地震作用效应的一种结构动力计算方法，又称为直接动力法。
3、时程分析法的类别首先，是作为第一阶段抗震计算补充方法的弹性时程分析。
在这一阶段中，由于要满足在小震作用下，建筑物保持原样，不受破坏的要求，要用时程分析进行补充计算。
且在计算过程中，建筑物发生线性变化，结构的刚度和阻尼也保持不变。
其次是作为第二阶段抗震计算方法的弹塑性时程分析。
在这一阶段，由于要满足建筑物在强震作用下，建筑物能够挺立不倒的要求，必须要用时程分析法进行补充计算。
且在计算过程中，建筑物发生非线性变化，随时间的变化，结构刚度和阻尼也会发生变化[1]。
4、时程分析法的适用范围时程分析法的计算工作十分繁重，必须借助计算机，并且会产生较高的费用，且存在许多难以确定的计算参数。
因此目前仅在一些特殊的、复杂的、重要的以及高层建筑结构的抗震设计中应用。
《建筑抗震设计规范》对时程分析法的适用范围规定如下：特别不规则的建筑、甲类建筑和下表所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算[2]。
5、时程分析法相对于其他两种方法的优劣势5.1优势1）能够计算出结构和构件在弹塑性阶段（非线性阶段）的地震响应，从而能实现对模拟强震作用下的建筑物进行塑性变形计算，从而确定结构易受破坏的部位和层，以便对该部位或层采取相应补救措施。
时程分析中地震波选取浅析
时程分析中地震波选取浅析通过介绍时程分析法中输入地震波的选择原则、地震动幅值和频率特性等一系列问题，使初学者对输入地震波的选择有初步认识和了解，为以后更深层次的研究打下基础。
标签：时程分析法；地震波选择1、引言随着社会、经济和科技的不断发展以及人口数量的迅速膨胀，高层、超高层以及复杂形状的建筑的数量定会快速增长。
抗震设计规范规定，对于此类重要、复杂并超过规定高度的建筑，其抗震设计中的地震作用计算都要通过时程分析法进行补充验证。
而在时程分析法的计算过程中最重要，最影响地震作用计算结果的莫过于地震波的选取。
所以，本文将从地震波选取原则、地震动幅值、频谱特性、持续时间、地震波数量、地震波转动分量等多个方面对地震波的选取进行浅析。
2、地震波的选取原则时程分析中的地震波如何选取的问题，一直是时程分析法中的一个难点。
在选择地震波输入时，要满足两点要求：1）首先要使选择输入的地震波的某些参数和建筑物所在地的条件相一致。
参数主要包括：场地的土壤类别、地震烈度、地震强度参数、卓越周期和反应谱等。
2）其次还要满足地震活动三要素的要求。
即频谱特性、地震加速度时程曲线持续时间和幅值，选取的地震波中的这三者，要满足相关规定。
相关规定要求：选用数字化的地震波应按照建筑场地类别和设计地震分组进行选取，选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱分析法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
在统计意义上相符是指：其平均地震影响曲线与振型分解反应谱法所用到的地震影响系数曲线相比，在各个周期点上相差不大于20%。
弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于阵型分解反应谱法计算结果的65%。
多条时程曲线计算结果的结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱计算结果的80%[1]。
3、地震动幅值地震动幅值有两种意义，即可以指地震加速度、位移和速度中的任何一种的最大值，又可以指在某种意义下的等代值。
建筑结构时程分析法输入地震波的探讨
建筑结构时程分析法输入地震波的探讨作者：张新敏来源：《中国房地产业·上旬》2021年第07期【摘要】時程分析法在地震波分析中有一定的运用价值，其可以分析频谱的特殊性和峰值，探讨持时的内涵，进而为加强地震波选取研究奠定基础。
【关键词】建筑结构;时程分析法;地震波;探讨【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.128随着我国现代经济的建设和发展，城市高层建筑的数量也越来越多，时程分析法是一种科学的处理方式，其可以加强抗震补充计算分析，提升高层建筑地震波分析质量。
目前，我国实行的《建筑抗震设计规范》（以下简称《规范》）明确提出了建筑地震结构分析要求，但是由于建筑环境特殊，建筑设计要求难度大，因此在选取地震波分析时候存在一些问题。
例如一些设计过于保守，设计和现实情况存在明显差别，不能够实现薄弱层控制，关键构件施工分析的目标。
因此，采用科学的处理方式科学选取地震波，能够全面综合提升建筑结构的稳定性，提升其经济价值，全面保证建筑结构的安全性，实现科学建设的目标。
1、简述时程分析法选取地震波的原则地震诱发因素较多且存在一定的随机性，要想科学预测并规避地震，技术人员需要理解地震原理、传播媒介和地震震级影响，最终保证地震的控制质量。
研究表示，建筑结构的地震破坏耐受能力和地震波的持续时间、频谱以及峰值有紧密关系，通过分析这三要素就可以提升抗震设计质量，通过人工拟合地震波等方式提升地震波时程控制质量。
1.1地震频谱分析地震波频谱的影响因素较多，其中包括了地震的形成机制，地震的中距、地震的传播介质等，其科学反馈了地震震动频率差异，建筑设计通过分析场地特性，可以科学分析地震波，以已经发生的地震为模型，预测地震发生，提升建筑设计质量。
这需要设计人员针对场地的周期进行调整，科学控制质量。
1.2峰值调整为了加强地震震动强度和结构抗震性能，设计人员要了解地震波的特征，对地震波记录的强度和幅度进行调整，日本多以“地面峰值加速度”作为强度指标以此来判断地震波峰值，也有部分学者认为采用“地面运动位移峰值”作为指标来研究抗震。
高层建筑结构时程分析的地震波输入
高层建筑结构时程分析的地震波输入高层建筑结构时程分析是研究高层建筑在地震作用下的动态响应和安全性能的关键手段。
地震波输入的研究是高层建筑结构时程分析的重要环节，对于评估结构的抗震性能具有重要意义。
本文将介绍地震波输入的研究意义和方法，并通过时程分析方法对高层建筑结构进行深入探讨。
高层建筑结构时程分析方法的研究已经取得了许多成果。
然而，在地震波输入方面仍然存在一些不足，包括地震波数据的采集和处理、输入地震波的合理性和代表性等问题。
同时，不同的研究者对于地震波输入的处理方法和选取标准也不尽相同，导致研究结果的可比性受到影响。
地震波输入方法包括地震波的产生、传播及反射等过程。
地震波的产生是由震源通过震源运动方程进行计算得到的。
地震波的传播过程需要考虑地球的分层结构和波在介质中的传播规律。
在地震波反射方面，需要考虑到建筑结构与地面的接触关系以及结构自身的阻尼特性等因素。
根据实际情况，可以选择不同的地震波输入方法，如经验格林函数法、实际地震波法等。
基于地震波输入的数据，可以使用时程分析方法对高层建筑结构的时程进行分析。
时程分析方法是一种直接基于物理原理的计算方法，能够考虑结构的地震响应随时间的变化。
在时程分析过程中，需要将地震波数据输入到结构模型中，并采用合适的边界条件和加载方式进行模拟计算。
常用的时程分析方法包括线性加速度时程分析、速度时程分析和位移时程分析等。
通过对高层建筑结构进行时程分析，我们可以得到结构在地震作用下的动态响应和安全性能。
将时程分析得到的结果进行展示和讨论，可以发现结构在强震作用下的变形、应力和位移等特征，并探讨其变化规律和影响因素。
同时，将时程分析结果与前期文献综述中的研究成果进行比较，可以发现自身研究的不足和需要改进的方向，并探讨其研究价值和应用前景。
本文介绍了高层建筑结构时程分析的地震波输入研究方法和相关概念。
通过时程分析方法，我们可以更加深入地了解高层建筑结构在地震作用下的动态响应和安全性能。
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨摘要：本文根据珠海市某超限高层弹性动力时程分析结果，探讨了选波方法。
研究表明，采用小样本容量的地震波输入时，天然波输入数量的增加可以降低地震波的总体离散性，按规范推荐的比例输入三向地震波加速度是合理的。
关键词：结构设计；弹性动力时程分析；地震波Abstract: in this paper, according to the Zhuhai city high-rise overrun elastic dynamic time-history analysis results, discusses the selection of wave method. Studies show that, using the small sample size of earthquake input, natural wave input quantity increase can reduce the overall dispersion of seismic wave, according to the standard recommended proportional input three to seismic wave acceleration is reasonable.Key words: structural design; elastic time-history dynamic analysis; seismic wave近年来，随着我国社会经济的发展，各类高层建筑在全国各地日益增多。
它们新颖别致、多样化、复杂化和独特个性等特点给城市带来崭新面貌的同时也给高层建筑结构设计者带来了严峻的挑战。
《建筑抗震设计规范》[1]第5.1.2条和《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]第4.3.4条规定了高层建筑应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充验算的范围。
本文对珠海市某超限高层建筑进行弹性动力时程分析，探讨地震波的选取方法。
时程分析中地震波输入位置的讨论
时程分析中地震波输入位置的讨论摘要:时程分析法通过直接动力分析可得到结构相应随时间的变化关系，能真实地反应结构地震相应随时间变化的全过程，是抗震分析的一种重要方法[1]。
目前有限元软件可以实现结构的时程分析，但是在不同的软件中，其实现方式不同，主要区别在地震波的输入位置不同。
本文通过有限元软件ABAQUS采用不同的地震波输入位置对同一结构进行时程分析分析，对比结构相同位置的时程位移曲线，结果表明结构在采用不同地震波输入位置的时程分析中，结构的地震响应基本一致。
关键词：时程分析、有限元软件、钢筋混凝土剪力墙Abstract: The time history analysis method to analyze the available structure through direct power to the relationship between the corresponding changes over time, truly reflect the structure of earthquake corresponding to the whole process of change over time, is an important method of seismic analysis [1]. Finite element software can be time-history analysis of the structure, but in different software in different ways, the main difference between the different positions in the seismic wave input. In this paper the finite element software ABAQUS using different seismic wave input location on the same structure, process analysis analysis, contrast structure the same location of when the process displacement curve, the results show that the structure using different seismic waves enter the position time history analysis, the seismic response basically the same.Keywords: time history analysis, finite element software, reinforced concrete shear walls一、引言在时程分析等动力学问题中，地震力以加速度形式从基础固定处输入。
结构抗震设计时程分析法的分析研究
图 １ 我 国不 同时期 的规范设计谱
１５ ９９年我国第一部抗震设计规范 《 地震区建筑规范 （ 草案 ） 问世 （ １（．） 》 图 ｔ ｆ ，采用绝对加速度谱 ） 作为计算地震作用 的依据 ，规定按场地烈 度进行设 防，未考虑场地条件对设计谱 的影响。１６ ９４年的 《 地
震区建筑设计规范 （ 草案 ） （ １（ ） 》 图 ｂ ）提出了按场地分类给出设计谱 的思想 ，认 为烈度决定 … ，场
尼调整 系数 ，基 本上 解决 了不 同阻尼 比的设 计谱在 长周期 段 出现交叉且 不收敛 的情 况 。（ 图 ２ 见 ）
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图 ２ ２ １ 范 与 ２ ０ 规 范 设 计 谱 长周 期 段 的 比较 ００规 ０１
１ 时 程分 析 法 的地 位 与 作 用
从 ２１ ００规范 的规定 和条 文说 明 中可 知 ，底 部剪力 法和振 型分 解 反应 谱 法仍 是 结构 抗震 设 计 的基 本 方
法 ，时程分析法是作为补充计算的方法 ，利用时程分析法计算出来的结果还得与振型分解反应谱法的结果 在统计意义上相符，否则就要调整输入地震动使之能达到这一要求 。这就给人们造成一个错觉 ， 认为时程
非 线性和能量损耗及损伤 的真正动力分析方法 ， 比底部剪 力法 和振 型分解 反应谱法更 精确 、更可 靠、更合理 是
的方法 ，不应仅仅作为补充计算 的方法 ，而是也应作 为结构抗震 设计 的基 本方法 ，望在今 后 的抗震设计 规范修
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浅谈建筑结构时程分析法输入地震波的研究
发表时间：2019-03-07T14:54:30.970Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第33期作者：王涛1 马莉2 [导读] 明确时程分析法中输入地震波的选择规范，从而提高建筑结构的防震质量，提高建筑的整体质量。
1.泰安市建筑设计院有限责任公司 271000；
2.泰安市园林管理局 271000 摘要：本文主要对建筑结构时程分析法进行分析，首先对地震反应谱的影响因素进行分析，然后探究建筑结构时程分析法的主要功能以及时程分析法中输入地震波的选择方法。
关键词：建筑结构；时程分析法；输入地震波引言
《建筑抗震设计规范》中对于建筑的类型以及相应的防震要求做了详细的规定，其中对于特备不规则建筑、对于甲级I、II类建筑高度超过80m时，以及IV类场地等建筑应该采用时程分析法进行计算。
但是在实际的计算过程中，由于实际情况的差异性，因此计算结果往往缺乏一定的准确性，根据研究发现，在使用时程分析法计算时，输入不同的地震波，最终的计算结果也不相同。
因此要提高时程分析法的准确性首先需要对地震波的选择进行分析，明确时程分析法中输入地震波的选择规范，从而提高建筑结构的防震质量，提高建筑的整体质量。
1地震反应谱
1.1地震反应谱概述
地震反应谱的含义即是指单自由度弹性系统与实际地震加速度以及体系自振特征三者之间的函数关系。
[1]在输入地震波相同的情况下，受地层固有周期以及结构物不同的影响，最终产生的振动位移反应也不相同，并且由这些反应呈现出的多种振动曲线组成地震反应谱。
在地震反应谱的设计当中，首先选取不同的固有周期的位移时程曲线最大值为纵坐标，并将其对应的周期设为横坐标，通过横纵坐标的确定，绘制曲线图作为抗震设计中的相应震动幅值。
1.2影响地震反应谱的因素
根据研究表明影响地震反应谱的因素多种多样，其中震源机制、局部场地条件以及传播媒介等因素对于地震反应谱的影响最大。
[2]根据一九八八年十一月云南澜沧-耿马地震中地震反应谱的记录可以发现，景洪台站与地震中心的距离为142千米，且景洪台站位于冲击土层上。
思茅台站与地震中心的距离为128千米，且位于沙粉岩地基上。
通过以上数据可以看出景洪台站与思茅台站处于同一方位并且震源机制相同，传播的途径也大致相似，但是最终呈现的地震反应谱却存在较大的差异性，以此可以得出局部场地条件对于地震反应谱的影响因素较大。
而通过美国学者Uwadia与Trifunac的研究发现不同震源对于地震反应谱的影响较大。
日本学者土田肇等人则是通过对海湾技术研究所的42个地震台的众多加速度反应谱进行研究，从而得出不同因素的变化对于反应谱将会产生不同的影响。
2时程分析法主要功能与运用现状2.1时程分析法的主要功能
时程分析法作为高层建筑与建筑结构抗震设计的重要计算方法，是检验规范地震反应谱的重要依据，时程分析法的运用目的就是对地震反应谱的计算结果进行验证，以弥补地震反应谱的不足并对结构非弹性地震反应进行分析，从而提高地震反应谱计算结果的精准度。
试车能够分析法的主要功能有三种：第一种地震反应谱的校正功能，地震反应谱在运用的过程中，由于地震反应谱使用的振型分解与组合求解结构方式将会造成结构内力与位移产生一定的误差，尤其对于周期超过几秒以上的高层建筑误差更大，并且由于地震反应谱在一定的周期段内会出现人为的调整行为，导致计算过程中对于高阶振型的影响较大，将会产生较大的误差。
第二种功能为补救功能，通过时程分析法的计算可以对结构处于非弹性阶段的地震反应进行详细的计算，并对结构进行大震作用的变形验算，以确定结构的薄弱层部位，从而对薄弱层采取适当的构建措施，提高薄弱层的抗震能力。
[3]第三种功能则是通过时程分析法的运用，计算结构以及结构相应构建在地震作用下的反应，从而确定不同结构构建之间的承受能力，并根据这些计算结果，对建筑内部的内力以及按照地震作用过程中的数值进行配比计算，提高建筑结构整体的承受能力与抗争性能。
此外时程分析法相较其他的辅助计算方法而言，能够为施工人员提供更加准确的计算数据，从而全面提高建筑质量，确保建筑的使用安全。
2.2时程分析法的运用现状
时程分析法在我国建筑抗争性能研究的使用中，存在诸多问题。
首先由于缺乏观测经验与时程分析法使用规范，在实际的运用过程中，许多操作人员忽视场地、建筑结构差异性等客观条件，盲目的输入地震波，导致最终的计算结果与实际情况出现较大的偏差，不利于提高建筑结构的抗震性能。
并且当前我国对于时程分析法的研究不够升入还对时程分析法的使用方式与地震波的选择进行规范，导致时程分析法的运用存在诸多的不确定性，无法真正发挥时程分析法对于地震反应谱的辅助作用。
3时程分析法输入地震波的选择方法地震反应谱的设计方式对于时程分析法的运用具有较大的影响，因此在时程分析法输入地震波的选择过程中，首先需要对地震反应谱的设计方式进行分析，在确定地震反应谱设计方式的基础上再进行时程分析法输入地震波的选择可以有效提高地震波选择的精准性，从而提高建筑整体抗震性能计算的精准性。
[4] 3.1地震反应谱的设计方式
地震反应谱的设计方式主要通过三种方式进行设计：第一种即是按照远震与近震的方式进行划分，近震与远震的划分依据为影响烈度。
假设某一设计目标所在场地的地震烈度是受到本区与附近高于该地区烈度的地震造成，便是近震；当目标所在场地的地震烈度是受到本区与附近高二度与二度以上的地震造成，则是远震。
第二种则是按照场地进行划分，首先对于建筑的工程地质进行剖面分析，得出建筑工程场地的有固有周期，然后通过覆盖层的总厚度计算平均剪切波速，左后按照等效固有周期划分场地的类别标准进行划分。
第三种即是通过反应谱特征周期指进行划分，《建筑抗震设计规范》对设计地震反应谱的特征周期进行了详细的规范，在实际的设计当中，应该根据规范中的要求进行划分。
3.2时程分析法输入地震波的选择方式
在时程分析法的实际运用中，为保证计算结果的精准性，可以在《建筑抗震设计规范》的基础上通过地震反应谱的设计方式选择输入地震波。
[5]首先通过近震与远震的划分标准将地震波分为不用的组别，其次对每组的加速度放大系数进行计算，在加速度放大系数的基础上，依据加速度放大系数特征再对其进行划分。
然后对两组之间的数据进行遇合分析，根据两组数据之间的差异性，在体现同一类场地设计反应谱形状特征的基础上，对《建筑抗震设计规范》中的其他类场地反应设计的特征进行反应，从而为输入地震波的选择提供数据支撑。
最后对综合地震地面运用的随机性与模糊性进行分析，并选用上诉数据中的三条实际地震波作为输入数据，选取三条数据的平均结果为最终的数据依据。
结束语
在时程分析法的运用当中，不同的输入地震波将会影响最终的计算结果，因此在实际的使用过程中，首先需要对地震反应谱的进行分析，探究地震反应谱设计的划分原则，从而确定地震反应谱的设计方式，其次根据地震反应谱的设计方式，对时程分析法中输入地震波的选择进行分析，最终提高建筑结构抗震性能计算的准确性，保证建筑的整体质量。
参考文献
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