基于离散谐小波变换的地震波时变谱估计及非平稳地震波人工合成

采用在频域内具有极好紧支性和盒形特性的谐小波作为母小波,推导了基于离散谐小波变换的地震波时变谱,并给出了不同尺度下能量随时间变化的包络函数的近似解析表达式.文中以Northridge地震波为例分析了时频分布特征.研究发现,对于自振频率为f的结构,其地震反应与输入地震波的时变谱在f处的时域最大值(即maxt∈Tp[p(f,t)])以及地震波在f频率点附近的信号分量在时域内的能量集中程度有很大的关系;与db4小波基相比,利用谐小波作为母小波的小波变换,其频域具有较好的分辨率,但时域分辨率却较差.最后提出了两种基于离散谐小波逆变换的人工非平稳地震波仿真方法.

双调制非平稳地震波作用下巨子型有控结构动力响应分析

巨子型有控结构体系是超高层建筑结构体系中一个新的分支。文章将地震地面运动作为随机过程,结合双调制函数生成人工地震波,对巨子型有控结构进行双调制非平稳地震波作用下的响应分析,并与普通巨型框架结构在相同地震波输入情况下的动力响应进行了对比。结果表明,巨子型有控结构在双调制非平稳地震作用下的层间位移角均满足抗震规范中层间位移角限值的要求,并且其位移与加速度响应小于同等工况下巨型框架结构的动力响应。

基于离散谐小波变换的结构非平稳地震反应分析

采用在频域内具有极好紧支性和盒形特性的谐小波作为母小波,推导出基于离散小波的地震波时变谱连续解析表达式;利用不同尺度下小波函数的正交性,建立了结构地震反应的离散小波系数与输入地震波的离散小波系数之间的数学关系;通过数值算例,分析了EL-centro地震波的时频分布特征;以此为输入,研究了结构地震反应时变谱的变化规律,并分析了结构地震反应的时频分布特征与地震波时频分布特征之间的关系。

地震波时频特征及与结构地震响应的关系

首先推导了离散S变换的基本算法,定义了反映地震波时频特性的时变幅值谱和时变能量谱;基于S变换提出了把原始波调整成具有目标反应谱的新方法,分析了El_centro波、Northridge波、Kobe波和人工合成波以及经调整后的各地震波的时频特征;对地震波的时变谱进行特征提取,提出了能反映地震波在时频空间中能量集中程度的新概念,即地震波的时频特征谱;通过分析发现,具有相似功率谱密度函数(即具有相似频域特征)的地震波,它们的弹性加速度反应谱可能有很大的差异,而具有相似时频特征谱的地震波,具有相似的弹性加速度反应谱;相关性分析表明地震波的时频特征谱与线性结构的弹性加速度反应谱具有很好的线性相关性;最后建立了地震波的时频特征谱与弹性加速度反应谱之间的近似转换关系式,此转换关系可作为合成具有目标反应谱的人工地震波使用。