远场长周期地震动(以下长周期地震动)以低频组件负责高层建筑的共振响应。在这种情况下,它有利于评估这些建筑在长期的地面运动的动态性能随着时间的援助历史分析。本文提出一种方法来生成长周期运动结合了长周期分量合成光谱表征与高频组件模拟小波包。Later-arriving长周期面波(LALP表面波),这是确定的相位色散,代表主要的长周期属性在速度谱的更长。功率谱密度的解析表达式是用来捕获的窄带特性LALP表面波速度。同时,修改执行高斯随机过程的时间和频率域实现调制的初始种子运动,这显示了地面运动目标的可变性。高频组件的仿真是通过迭代的方法,小波系数的调整调制种子运动与目标反应谱和累积能量阴谋。此外,对比的整体实现和目标运动表明了该方法的可行性产生长期的目标运动模拟分享相似的属性。
一个bstract>远场长期的地面运动,包括主导低频组件,可能会使高层建筑激发共振反应持续几分钟(
gydF4y2Ba地面运动的生成兼容工程师规定的频谱是有吸引力的,因为它被认为是一个扩展的随机模拟。本质上,这个过程修改傅里叶分量的振幅在频域实现的实现匹配一个给定的反应谱(
gydF4y2Ba根据地震机制、长周期地震动的特点是LALP表面波,从身体转换波的平原或盆地的边缘(
gydF4y2Ba本文的目的是通过光谱产生长期的地面运动表示生成长周期模拟高频组件的组件和小波包。为了实现这一目标,一次从加速度段LALP组件组成的截断时间序列的基础上分散阶段。然后,LALP表面速度跟踪模拟平稳窄带过程的假设。另一方面,一个初始种子运动生成的结果修改的高斯随机过程在时间和频率域。调整小波系数的初始种子运动通过一个迭代过程来生成高频组件兼容的目标谱和累积能量阴谋。最后,与目标运动模拟的比较表明,该方法有可能产生地面运动与目标运动分享类似的长周期特征。
年代ec><年代ec id="sec2">类似于人工代pulse-like地面运动(
gydF4y2Ba说明相分散在自然界中,我们估计到达时间依赖的阶段时期通过一组窄带高斯过滤器(
小波包分析是应用于时间序列的分解<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba相反,一个时间序列<我nl我ne-formula>
另一方面,频率和时间分辨率之间的权衡应该考虑因为这项决议是根据海森堡测不准原理。这意味着频率信息的高分辨率为代价的低分辨率在时间域。因此,时间分辨率<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba为了说明上面,CHB002EW历史的时间采样间隔<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba因此,图
有关时间和频率域的关系说明通过小波包分解备案CHB002EW: (a)加速时间历史;(b)平方小波系数的分布;(c)加速度反应谱;(d)累积能量曲线。
然而,它应该记住小波包检测组件的功能在较长时间不能为高频组件一样,因为转移和扩展基于2的幂。为了说明这一点,由此产生的频率间隔<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba在这一点上,高频组件生成给定频谱兼容的目的在时域频域和累积能量,从提出的方法称为黄和王
前一代的高频分量,应该创建一个初始种子运动,因为变化的初始种子运动可能影响的非平稳特性所需的运动(
通过视觉观察的加速度波形如图
分段函数的各种参数<我nl我ne-formula>
此外,归一化累积能量模型可以从集成给出了分段函数关于时间如下:
因此,包络函数的参数达到通过最小化集成标准化的实际能量曲线之间的差异和分段能量模型,也就是说,
参数控制运动的信封。
这是发现从图
归一化累积能量曲线记录和调制高斯过程。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
在时频域的小波系数符合二维对数正态分布,用于目前的地面运动的可变性(
gydF4y2Ba的形状像对数正态函数的<我t一个l我c>k<年代up>th年代up>列关于频率<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba因此,规范化的平方系数为特定的列CHB002EW TKY023EW如图
比较拟合模型与实际记录的归一化功率谱在特定列。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
建立一个参数之间的关系所确定的参数和列的顺序(时间瞬间),一个通用表达式基于高斯函数的叠加定义如下:
参数控制<我nl我ne-formula>
方差参数控制<我nl我ne-formula>
如图
变化的参数<我nl我ne-formula>
它显示在图中
插图的改变初始种子运动考虑时频域。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
比较模拟的记录对小波系数。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
兼容性相关的方法是小波系数中向上或向下扩展行振幅之间的线性关系的基础上,频率成分和一个单自由度系统的弹性响应;同时,系数是按比例缩小的列之间基于振幅的平方关系和累积能量(
具体来说,比例因子<我nl我ne-formula>
有必要找到瞬间的时间<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba所提出的小波包的限制,在长时间低分辨率。这意味着程序无法获得足够的精度在长时间从5到10秒。由于这个原因,在这一过程中频率范围内定义(0.3,25 Hz),在小波包利用高分辨率使尽可能准确地模拟与目标谱兼容。
年代ec><年代ec id="sec4.2.2">这一比率<我nl我ne-formula>
如前所述在方程(
因此,从图中找到
比较模拟高频组件记录对反应谱和累积能量曲线。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
所建议的黄(
均方误差为每个迭代。
因此,两个样品的模拟高频组件显示在形式的加速度和速度时间序列图
模拟的加速度和速度时间序列的小波包。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
比较原始记录与模拟速度谱。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
分别模拟长周期和高频分量后,他们在时间域相互融入。因此,图
样本模拟的加速度和速度时间序列的形式出现的。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
然后,比较四个实现与实际记录的累积能量曲线和傅里叶振幅谱见图
比较四个实现和记录运动的傅里叶振幅和累积能量。(一)CHB002EW和(b) TKY023EW。
此外,模拟长周期运动的变化主要是依赖于模拟长周期分量产生的光谱表征,验证模拟长周期运动时的感觉与目标反应谱的兼容性。
gydF4y2Ba在这方面,100年实现长周期组件单独注册的一个模拟高频运动由高频组件以形成一组模拟长周期运动,100响应谱的阻尼都达到5%。如图
反应谱(固体蓝线)记录CHB002EW和TKY023EW。100年模拟长周期地震动(薄灰线),他们的平均(粗红线)和中值+和-一个标准差<我nl我ne-formula>
本文方法生成的长周期地面运动的基础上,结合光谱表征,提出了小波包。关于这个方法流程图如图
原理图生成长期的地面运动。
例子来说明该方法。
第一阶段,LALP表面波速度与参考截断真正的运动<我nl我ne-formula>
gydF4y2Ba第二阶段,一个初始种子运动产生的修改过程,修改一个高斯随机过程使用分段函数在时域和频域通过使用一组安装功率谱函数;因此,调整种子运动呈现在图
gydF4y2Ba最后阶段,LALP加速度时间序列获得的分化产生的速度系列,然后叠加到高频运动;因此,一个示例显示了该方法模拟长周期运动的加速度和速度的形式的数据
gydF4y2Ba应该指出,该方法对代表记录了此演示生成长周期运动的可行性。此外,描述随机属性的参数值,确定LALP面波和高频组件单独为每个记录。由于这个原因,方法也适用于其他的运动具有相似属性。
gydF4y2Ba最后,指出,该方法适用于模拟窄带的长周期地震动长周期特性。这个结果从功率谱密度的分析模型。此外,只要later-arriving长周期分量并不能够代表长周期生产总值(gdp)的属性,确定长周期的标准组件可能似乎不那么有效。另一方面,未来的研究似乎调查所确定的参数和地震变量之间的关系和扩展的方法来模拟长周期运动基于特定的地震环境,从而提高工程适用性。
年代ec>论文中使用的数据可从作者要求。
年代ec><年代ec sec-type="COI-statement">作者宣称没有利益冲突。
年代ec><一个ck>作者承认中国的国家自然科学基金的支持,奖号51478068,并表达感激国家研究所的地震科学和灾害预防(K-NET和KiK-net),这为研究提供了访问数据集。
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