基于小波函数的地震动反应谱拟合方法

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1、基于小波函数的地震动反应谱拟合方法张郁山赵凤新(中国地震灾害防御中心，北京100029)摘要:提出一种改进的基于小波函数的地震动反应谱拟合方法，该方法通过调整给定地震动加速度时程，使其反应谱以一定精度拟合目标谱。首先，构造一种用于校正的增量加速度小波函数，该函数具有两个特点:①在反应谱的某个固定控制周期点处，对该函数进行时移和线性调幅处理后，将其叠加在初始地震动时程上，所得地震动时程在该控制周期点处的反应谱值与目标值精确相等;②由该函数积分得到的增量速度和增量位移曲线不出现基线漂移，从而保证将其叠加在初始地震动上不会产生附加的基线漂移。

2、其次，基于该小波函数，提出迭代调整方法，以消除反应谱不同控制周期点之间的耦合效应，实现对整个目标谱的拟合。数值算例表明，该方法合成的地震动时程不仅能够以较高的精度拟合目标谱，而且能够保留初始天然地震动的基本特征，从而能够确保结构地震反应分析结果的合理性与可靠性。此外，该方法具有较快的收敛速度，能够通过有限几步迭代调整实现较高的拟合精度。关键词:抗震设计;结构地震反应;反应谱;时程分析;地震动合成中图分类号:P315．9文献标识码:A文章编号:1000-131X(2014)01-0070-12Matchingmethodofground-

3、motionresponsespectrumbasedonthewaveletfunctionZhangYushanZhaoFengxin(ChinaEarthquakeDisasterPreventionCenter，Beijing100029，China)Abstract:Animprovedwavelet-basedspectralmatchingmethodisproposedtomodifygivengroundmotiontomakeitsresponsespectrummatchthetargetspectrummorep

4、recisely．Anincrementalaccelerationwaveletfunctionisconstructedwithfollowingtwoproperties:①atsomecontrollingperiodofresponsespectrum，afterbeingtime-shiftedandlinear-scaled，thewaveletcanbesuperimposedontotheinitialgroundmotiontogenerateanewonewhosespectrumisequaltothetarge

5、tvalueatthiscontrollingperiod;②theincrementalvelocityanddisplacementobtainedbyintegratingthewaveletdonotexhibitbaselinedrift，thusthereisnoadditionalbaselinedriftwhensuperimposingitontotheinitialgroundmotion．Basedonthewavelet，aniterativemodificationmethodisproposedtoelimi

6、natethecouplingeffectsamongdifferentcontrollingperiodsofresponsespectrumtorealizethematchingofwholetargetspectrum．Numericalresultsshowthatthegroundmotionsynthesizedbythemethodcannotonlymatchthetargetspectrumwithrelativelyhighprecision，butalsoretainthebasicfeaturesoforigi

7、nalnaturalgroundmotion，sotherationalityandreliabilityofanalysisofstructuraldynamicresponsescanbeensured．Inaddition，theproposedmethodcanrealizehighmatchingprecisionwithlimitediterations．Keywords:aseismicdesign;structuraldynamicresponse;responsespectrum;time-historyanalysi

8、s;ground-motionsynthesisE-mail:hyszhang@163．com引言各类重大工程结构的抗震设计，如核电厂中的I类物项［1］、水电站中的重要雍水建筑［2］、大型储液基金项目:北京