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【摘要】时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。在实际的设计中，大多是采用3-7组有代表性的地震波作为研究对象，一般按照一个比例将地震波的时程曲线数值统一放大或缩小，进而达到峰值加速度。
1.3地震波持续时间
地震波的持续时间对整个建筑的结构动力有直接影响，如弹塑性动力。若地震持续时间超过一定的范围值，建筑结构的稳定性也会直接受损，在长期的反复震动下会产生疲劳损伤等问题，针对能量累积的角度研究，地震持续的时间越长，其对结构的耗能能力要求也越高，工程实践对地震波持续时间的分析原则主要有三点，第一点是针对结构周期特点，将其限定为结构基本周期的5-10倍;第二是针对持续时间，如以弹塑性持续特点进行分析适当延长地震的波持，也保证非线性分析的精准性。第三是按照地震时程曲线最大峰值的10%计算，直接到达峰值 10% 的最后一点为止。
2、建筑结构时程分析法输入地震波选取分析
针对地震波选取的特殊性，现代分析主要是受是通过计算机数据分析以及三维建模进行筛选。常见的PKPM软件，YJK软件内部设计有地震波选波内容，相应的工作人员也可以借助软件完成地震波选取工作，常见的处理内容如下所述。
2.1建立结构模型
工作人员可以针对结构特点建立特殊的结构模型，通过结构弹性的配筋计算和处理进而得到结构的基本周期和振型简图等参数，为后期选型，模拟分析奠定基础（如图1所示）。
2.2时程分析研究
工作人员可针对时程分析模块来分析抗震设防分类内容，针对抗震设防烈度和地震分组、场地类别以及场地特征周期等参数进行选波分析，如从地震波库中选取场地特征周期相近或类似的地震波进行选波试算，并设置主方向峰值加速度和次方向峰值加速度完成对地震波的峰值调整，如分析地震波的积分时长和积分步长等。
2.3程序研究分析
确定好模型以及类似的场地周期后，在虚拟的条件下，工作人员可以借助计算机的计算功能，在相应的软件规范下组合地震波，并筛选出地震影响系数曲线、分解反应谱等内容，进而找出最符合地震影响计算意义的地震影响曲线系数。
2.4筛选和试算分析
由于建筑结构的特殊性，一般选波会选用七组（五组自然波、两组人工波）;三组（两组自然波和一组人工波）进行计算，这种方式可以减少人选波的多次试算的工作量，一些先进的单位或可采用专用的PEER/NGA 数据库提供的搜索引擎，利用其上的地震名称、震级、平均剪切波速、峰值加速度等选项初选地震波，然后利用工程软件的自由数据格式地震波导入功能，将地震波改写为软件支持的通用文本文件，导入软件以进行试算筛选。
2.5输入分析
选出地震波的时程分析后，工作人员可以从工程安全管理角度入手，针对地震波的输出底部剪力进行优化，要求每条地震波的输出底部剪力不应小于振型分解反应谱法底部剪力的 65%，多条地震波的输出平均底部剪力不应小于振型分解反应谱法的 80%，最终满足工程建设的经济性和实用性。
结语：
综上所述，地震波十分复杂，为了保证建筑的稳定性和安全性，相应的设计人员应当采用科学的地震波分析方法，如利用建筑结构时程分析法输入地震波，提升抗震质量。
参考文献：
[1]刘灿.关于高层建筑结构时程分析的探讨[J].低温建筑技术，2012，34（9）：55-57.DOI：10.3969/j.issn.1001-6864.2012.09.024.
[2]王亚勇.结构时程分析输入地震动准则和输出结果解读[J].建筑结构，2017，47（11）：1-6.
[3]魏海霞.爆破地震波作用下建筑結构的动力响应及安全判据研究[D].山东：山东科技大学，2010.DOI：10.7666/d.D300493.
[4]董德立.基于能量方法的建筑结构抗震分析与研究[D].湖北：武汉理工大学，2011.DOI：10.7666/d.y1880365
[5]张乘.异形网架—混凝土框架混合结构地震时程分析[D].四川：西南交通大学，2013.DOI：10.7666/d.Y2577451.
作者简介：
张新敏（1968.12一），工业与民用建筑专业，男，汉族，河南郑州人，本科学历，中石化中原石油工程设计有限公司首席专家。研究方向，建筑结构。
【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。在实际的设计中，大多是采用3-7组有代表性的地震波作为研究对象，一般按照一个比例将地震波的时程曲线数值统一放大或缩小，进而达到峰值加速度。
1.3地震波持续时间
地震波的持续时间对整个建筑的结构动力有直接影响，如弹塑性动力。若地震持续时间超过一定的范围值，建筑结构的稳定性也会直接受损，在长期的反复震动下会产生疲劳损伤等问题，针对能量累积的角度研究，地震持续的时间越长，其对结构的耗能能力要求也越高，工程实践对地震波持续时间的分析原则主要有三点，第一点是针对结构周期特点，将其限定为结构基本周期的5-10倍;第二是针对持续时间，如以弹塑性持续特点进行分析适当延长地震的波持，也保证非线性分析的精准性。第三是按照地震时程曲线最大峰值的10%计算，直接到达峰值 10% 的最后一点为止。
2、建筑结构时程分析法输入地震波选取分析
针对地震波选取的特殊性，现代分析主要是受是通过计算机数据分析以及三维建模进行筛选。常见的PKPM软件，YJK软件内部设计有地震波选波内容，相应的工作人员也可以借助软件完成地震波选取工作，常见的处理内容如下所述。
2.1建立结构模型
工作人员可以针对结构特点建立特殊的结构模型，通过结构弹性的配筋计算和处理进而得到结构的基本周期和振型简图等参数，为后期选型，模拟分析奠定基础（如图1所示）。
2.2时程分析研究
工作人员可针对时程分析模块来分析抗震设防分类内容，针对抗震设防烈度和地震分组、场地类别以及场地特征周期等参数进行选波分析，如从地震波库中选取场地特征周期相近或类似的地震波进行选波试算，并设置主方向峰值加速度和次方向峰值加速度完成对地震波的峰值调整，如分析地震波的积分时长和积分步长等。
2.3程序研究分析
确定好模型以及类似的场地周期后，在虚拟的条件下，工作人员可以借助计算机的计算功能，在相应的软件规范下组合地震波，并筛选出地震影响系数曲线、分解反应谱等内容，进而找出最符合地震影响计算意义的地震影响曲线系数。
2.4筛选和试算分析
由于建筑结构的特殊性，一般选波会选用七组（五组自然波、两组人工波）;三组（两组自然波和一组人工波）进行计算，这种方式可以减少人选波的多次试算的工作量，一些先进的单位或可采用专用的PEER/NGA 数据库提供的搜索引擎，利用其上的地震名称、震级、平均剪切波速、峰值加速度等选项初选地震波，然后利用工程软件的自由数据格式地震波导入功能，将地震波改写为软件支持的通用文本文件，导入软件以进行试算筛选。
2.5输入分析
选出地震波的时程分析后，工作人员可以从工程安全管理角度入手，针对地震波的输出底部剪力进行优化，要求每条地震波的输出底部剪力不应小于振型分解反应谱法底部剪力的 65%，多条地震波的输出平均底部剪力不应小于振型分解反应谱法的 80%，最终满足工程建设的经济性和实用性。
结语：
综上所述，地震波十分复杂，为了保证建筑的稳定性和安全性，相应的设计人员应当采用科学的地震波分析方法，如利用建筑结构时程分析法输入地震波，提升抗震质量。
参考文献：
[1]刘灿.关于高层建筑结构时程分析的探讨[J].低温建筑技术，2012，34（9）：55-57.DOI：10.3969/j.issn.1001-6864.2012.09.024.
[2]王亚勇.结构时程分析输入地震动准则和输出结果解读[J].建筑结构，2017，47（11）：1-6.
[3]魏海霞.爆破地震波作用下建筑結构的动力响应及安全判据研究[D].山东：山东科技大学，2010.DOI：10.7666/d.D300493.
[4]董德立.基于能量方法的建筑结构抗震分析与研究[D].湖北：武汉理工大学，2011.DOI：10.7666/d.y1880365
[5]张乘.异形网架—混凝土框架混合结构地震时程分析[D].四川：西南交通大学，2013.DOI：10.7666/d.Y2577451.
作者简介：
张新敏（1968.12一），工业与民用建筑专业，男，汉族，河南郑州人，本科学历，中石化中原石油工程设计有限公司首席专家。研究方向，建筑结构。