地震波的选取方法 (MIDAS内部技术资料)

[整理版]正确选取地震波地震波的选取方法 (MIDAS(2009-05-16 22:51:32)转载?标签: 分类: 结构专业杂谈建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。

频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。

这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。

特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。

加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。

地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。

持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。

持时Td的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值,a(t),,k*g的时间总和，k常取为0.05;另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*amax之间的时段长度，k ,0.5。

不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构一般取0.3基本周期的5,10倍。

说明:有效峰值加速度 EPA,Sa/2.5 (1)有效峰值速度 EPV,Sv/2.5 (2)特征周期Tg = 2π*EPV/EPA (3)1978年美国ATC,3规范中将阻尼比为5,的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。

上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。

1写在前面的话吾尝终日坐而论道，欲达师之所命，然则回视来路，喟叹师目标之远大，飘飘乎如遗世而独立，自知生性愚钝，淼淼乎似沧海一栗，虽鞠躬尽瘁终不能达其万一。

何解？吾生也有涯，而知也无涯，试问孰能遍知古今？路漫漫其修远兮。

念至此，心中抑郁之情稍解，思及离别将之，吾虽未成大器，尚愿得著一文以慰后世来者，遂成此文。

憾白驹过隙，仓促而就，恐错误百出，贻笑大方，见谅。

或曰：而立之年而知天命，足以。

第 1 页2 Midas 接触单元2.1 Midas 粘弹性消能器模型——边界条件——一般连接特性值在civil 中的粘弹性消能器同时拥有粘性（与变形速度成比例而产生的力）和弹性（与变形成比例而产生的力）。

主要用于增大结构的消能能力，减小由地震、缝等引起的动力反应，从而提高结构的安全性和实用性。

粘弹性消能器(Viscoelastic Damper)在六个自由度上由线性弹簧和(非)线性阻尼器并联后与线性弹簧串联而成。

MIDAS/Civil 提供3种粘弹性消能器模型。

2.1.1 Maxwell 模型如下图所示，线性弹簧与阻尼器串联的模型，适用于流动粘弹性装置。

Maxwell 模型的力－变形关系式如下：d k ：粘弹性消能器的刚度d c ：粘弹性消能器的阻尼常数b k ：连接构件的刚度s ：定义粘弹性消能器的非线性特性的常数d ：单元两节点间的变形d d ：粘弹性消能器的变形b d ：连接构件的变形输入d k 并将d k 输入为0。

实际模型概念图图1.6图1.7消能器阻尼（Cd）：输入消能器的阻尼。

参考速度（VO）：一般取1.0。

注：一般厂家提供的消能器阻尼（Cd）的单位为（力/速度），使用此功能时，首先建议把程序的单位体系转换为厂家提供的消能器阻尼（Cd）的单位后，输入消能器阻尼（Cd）值，参考速度（VO）输入1.0。

阻尼指数（s）：决定粘弹性消能器的非线性特性的常数（粘弹性阻尼力作用方向与位移速度的方向相反，并为速度绝对值的s方成正比。

地震波的选取方法建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。

频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。

这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。

特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。

加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。

地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。

持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。

持时T d的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值｜a(t)｜＞k*g的时间总和，k常取为0.05；另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*a max之间的时段长度，k一般取0.3～0.5。

不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构基本周期的5～10倍。

说明:有效峰值加速度 EPA＝Sa/2.5 （1）有效峰值速度 EPV＝Sv/2.5（2）特征周期Tg = 2π*EPV/EPA （3）1978年美国ATC－3规范中将阻尼比为5％的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。

上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。

具体做法是：在对数坐标系中同时做出绝对加速度反应谱和拟速度反应谱，找出加速度反应谱平台段的起始周期T0和结束周期T1，然后在拟速度反应谱上选定平台段，其起始周期为T1(即加速度反应谱平台段的结束周期T1)，结束周期为T2，将加速度反应谱在T0至T1之间的谱值求平均得Sa，拟速度反应谱在T1至T2之间的谱值求平均得Sv，加速度反应谱和拟速度反应谱在平台段的放大系数采用2.5，按公式(1)、（2）、（3）求得EPA、EPV、Tg。

（1）设计用地震记录的选择和调整用规范的确定性方法和地震危险性分析方法所确定的设计地震动参数，是选择天然地震加速度记录的依据。

(一)实际地震记录的选择方法选择地震记录应考虑地震动三要素，即强度（峰值）、频谱和持续时间。

对某一建筑的抗震设计，最好是选用该建筑所在场地曾经记录到的地震加速度时间过程。

但是，这种机会极少。

为此，人们只能从现有的国内外常用的地震记录中去选择，尽可能挑选那些在震级、震中距和场地条件等方面都比较接近设计地震动参数的记录。

他的文章给出了相应的地震数据的记录目录。

（二）实际地震记录的调整1.强度调整。

将地震记录的加速度值按适当的比例放大或缩小，使其峰值加速度等于事先所确定的设计地震加速度峰值。

即令其中a(为记录的加速度值为调整后的加速度值;A众为设计地震加速度峰值;。

为记录的加速度峰值。

这种调整只是针对原记录的强度进行的，基本上保留了实际地震记录的特征。

也就是所说的（强度修正。

将地震波的加速度峰值及所有的离散点都按比例放大或缩小以满足场地的烈度要求）2.频率调整考虑到场地条件对地震地面运动的影响，原则上所选择的实际地震记录的富氏谱或功率谱的卓越周期乃至形状，应尽量与场地土相应的谱的特性一致。

如果不一致，可以调整实际地震记录的时间步长，即将记录的时间轴“拉长”或“缩短”，以改变其卓越周期而加速度值不变也可以用数字滤波的方法滤去某些频率成分，改变谱的形状。

另外，为了在计算中得到结构的最大反应，也可以根据建筑结构基本自振周期，调整实际地震记录的卓越周期，使二者接近。

这种调整的结果，改变了实际地震记录的频率结构，从物理意义上分析是不合理的。

另外，在测定场地土和建筑结构的卓越周期时，运用不同的测试仪器和测试技术，往往得到不同的结果。

即使是对同一个测试结果，在频谱上确定卓越周期时，不同的分析方法也会导致不同的结果。

有的选取谱的第一个峰值所对应的周期作为卓越周期，有的选最大峰值时的，也有的取某一段周期等，很不一致。

地震波的选取方法2010-10-20 22:32:00| 分类：默认分类|举报|字号订阅建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。

频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。

这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。

特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。

加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。

地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。

持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。

持时Td的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值｜a(t)｜＞k*g的时间总和，k常取为0.05；另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*amax之间的时段长度，k一般取0.3～0.5。

不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般持续时间取结构基本周期的5～10倍。

说明:有效峰值加速度EPA＝Sa/2.5 （1）有效峰值速度EPV＝Sv/2.5 （2）特征周期Tg = 2π*EPV/EPA （3）1978年美国ATC－3规范中将阻尼比为5％的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平为Sa，将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱)，上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。

上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV，1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。

地震波选取处理教程
地震波选取处理是地震学中重要的一步，它可以帮助地震学家更好地理解地震
事件的特征和性质。

通过合适的地震波选取和处理，可以提取地震波形信息，进而用于地震勘探、地震监测和地震灾害分析等领域。

首先，在地震波选取之前，需要明确研究的目标和研究地区。

选择合适的地震
事件是关键。

通常可以选择与研究地区相近的地震事件，以保证所获取的地震波对目标地区具有代表性。

其次，在地震波选取时，需要考虑波形质量和波形的表现形式。

波形质量通常
可以通过观察波形的噪音水平、信噪比和数据采样率等指标来评估。

而波形的表现形式则取决于研究的目标，比如可以选择P波、S波或其他某种波形来进一步分析。

在地震波的处理过程中，可以考虑使用滤波、增益和去趋势等处理方法。

滤波
可以帮助提取特定频率范围内的地震信号，从而减少噪音的影响；增益可以调整地震波形的幅度，使其更易于观察和分析；去趋势则是为了消除地震波形中的长期趋势变化，突出波形中的细节信息。

最后，在地震波选取和处理的过程中，需要注意数据的质量和可靠性。

选择高
质量、可靠的地震数据是保证研究结果准确性的关键。

同时，合理使用地震数据处理软件和工具也是提高处理效果的重要手段。

综上所述，地震波选取处理是地震学研究中不可或缺的一部分。

合理选择地震
事件、考虑波形质量和表现形式，以及进行适当的波形处理，都能够为地震学家提供更准确、可靠的地震波形数据，推动地震学研究的发展。

地震波选取处理教程地震波选取处理是地震学中非常重要的一项工作，它可以用来研究地球内部结构、地震活动以及地震预警等。

本文将从地震波的基本概念和选取原则、地震波的预处理、地震波的有效范围选择等几个方面进行详细讨论，以帮助读者更好地理解地震波的选取和处理过程。

首先，地震波是指在地震发生时由震源传播出来的能量在地球内部传播的波动。

地震波可以分为P波、S波和面波等几种类型，它们的传播速度、方向和振动方式各不相同。

地震波记录是通过地震仪器测量到的地震波的振幅和到时信息，地震波选取和处理是在大量地震波记录中进行挑选和优化，以提取出最具代表性的地震波数据。

其次，地震波的选取原则是根据研究目的和数据质量要求来选择合适的地震波。

一般来说，地震波应具备以下特征：1）符合所研究区域的地壳结构特征；2）震源距离适中，既不过近也不过远；3）信噪比高，即地震信号清晰可辨；4）到时信息准确可靠。

根据不同的研究目的和数据条件，可以灵活选择不同类型、距离和振动方向的地震波数据。

在地震波的预处理过程中，首先需要对原始地震数据进行滤波，消除高频噪声和低频干扰，保留地震信号。

常用的滤波方法有带通滤波、陷波滤波和小波变换滤波等。

其次，还需要对地震数据进行修正，包括仪器响应校正、地震波形叠加和剪切等。

仪器响应校正是指将地震记录中的仪器响应效应去除，以恢复地震波的真实幅度；地震波形叠加是将多个相似地震波记录叠加在一起，以增强地震信号的振幅；剪切是指截取地震记录的有效时间窗口，去除无效数据和干扰信号。

最后，在地震波的有效范围选择中，需要考虑地震波的距离和振幅衰减等因素。

地震波的传播距离越远，地震信号强度越弱，因此需要根据所研究问题的要求和数据质量的需求来选择合适的地震波距离范围。

另外，地震波的振幅衰减也是需要考虑的因素，一般来说，地震波的振幅随距离的增加而衰减，因此需要注意选择距离合适的地震波。

总之，地震波选取处理是地震学研究中至关重要的一环，它直接影响着地震研究的质量和成果。

.一般地震时程分析的步骤如下：1. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载函数”中选择地震波。

时间荷载数据类型采用无量纲加速度即可。

其他选项按默认值，详细可参考用户手册或联机帮助。

2. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载工况”中定义荷载工况。

结束时间：指地震波的分析时间。

如果地震波时间为50秒，在此处输入20秒，表示分析到地震波20秒位置。

分析时间步长：表示在地震波上取值的步长，推荐不要低于地震波的时间间隔（步长）。

输出时间步长：整理结果时输出的时间步长。

例如结束时间为20秒，分析时间步长为0.02秒，则计算的结果有20/0.02=1000个。

如果在输出时间步长中输入2，则表示输出以每2个为单位中的较大值，即输出第一和第二时间段中的较大值，第三和第四时间段的较大值，以此类推。

分析类型：当有非线性单元或非线性边界单元时选择非线性，否则选择线性。

分析方法：自振周期较大的结构(如索结构)采用直接积分法，否则选择振型法。

时程分析类型：当波为谐振函数时选用线性周期，否则为线性瞬态(如地震波)。

无零初始条件：可不选该项。

振型的阻尼比：可选所有振型的阻尼比。

3. 在“荷载/时程分析数据>地面加速度”中定义地震波的作用方向。

在对话框如果只选X方向时程分析函数，表示只有X方向有地震波作用，如果X、Y方向都选择了时程分析函数，则表示两个方向均有地震波作用。

系数：为地震波增减系数。

到达时间：表示地震波开始作用时间。

例如：X、Y两个方向都作用有地震波，两个地震波的到达时间(开始作用于结构上的时间)可不同。

水平地面加速度的角度：X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入0度，表示X方向地震波作用于X方向，Y 方向地震波作用于Y方向；X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入90度，表示X方向地震波作用于Y方向，Y方向地震波作用于X方向；X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入30角度，表示X方向地震波作用于与X 轴方向成30度角度的方向，Y方向地震波作用于与Y方向成30度角度的方向。

建筑结构分析中地震波的选取针对建筑结构的时程分析模式，需确保地震波选取的科学性，以提高实际测量结构的精准性。

从目前整个工程测定状态而言，地震波各项参数的界定，主要是通过持时、频谱、峰值来决定的，只有三者所呈现出的参数属性达到建筑抗震指标，才可得出较为精准的数据结果。

基于此，文章对建筑结构分析中地震波的选取进行分析，并通过实例予以认证。

标签：建筑结构;地震波;功率谱近年来，自然灾害的频发，对房屋建设质量、性能提出更高的需求。

抗震结构对于建筑结构来讲，需通过内部架构功能的实现，令建筑物所具备的结构力可在抵消外界压力的同时，增强自身结构属性，保证结构功能的最大化。

利用建筑结构时程分析的方法，可通过运算结果，精准的反映出当前结构性能下，建筑物所呈现出的震动参数，进而对当前建筑结构中所存在的不稳定因素进行界定，然后通过数据模型，将建筑结构所呈现出震动系数进行映射，更为精准的计算出相关数据，为后续工程结构的设定提供基础保障。

1、地震波的选择方案第一，地震波的选取应符合地区结构特性。

从地震波测定数据而言，其本身属于动力特征的一种，在固有的场地上，地震波所形成的局部共振效应，作用在建筑结构中，可形成更为强烈的波感，此类地震波作用到刚性结构与柔性结构中所呈现出属性略有差异。

通常情况下，地震波的测定在当前场地内与地基土质、震动距离等具有较高的关联属性。

例如砂石类地基、黏土类地基等，尽管在建筑项目开设前，已经对地基结构进行基准设定，但受到大范围的地质影响，土层所消耗的频率、过渡效果等都具有一定差异性。

而对于震源来讲，靠近震动中心的区域，其所呈现出振幅效果较高，频率值较大，反之，则相对减弱。

为此，在进行实际模拟时，地震所呈现出的属性，必须具有一定的综合特点，即为地震波存在的频率周期，应符合当前场地的建设属性，且应依据实际震动位置，测定出建筑结构所能承受的极限值。

第二，地震波的选取应符合峰值变化趋势。

地震波的作用强度可通过峰值体现出来，针对建筑结构所呈现出特性，需对地震波所呈現出峰值进行极限输出，通过对地区历年来地理环境的变化，保证极限值与基准值达到一定的线性关系，然后对建筑结构时程分析法中的系数进行调整，当系统所记录的数值达到当前可操控范围时，则可将其作为地震波的一种选取形势，这样一来，当地震波所造成的空间震感具有一定的浮动系数时，可通过调幅的形式，逐一完善数据记录，以确保各项数值记录的精准性，提高地震波正确选取的概率。

地震波的选取方法建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。

频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定。

这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同，简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。

特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。

加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。

地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。

持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。

持时T d 的定义可分为两大类，一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时，即指地震地面加速度值大于某值的时间总和，即绝对值｜a(t)｜＞k*g的时间总和，k常取为0.05；另一类为以相对值定义的相对持时，即最先与最后一个k*a max 之间的时段长度，k一般取0.3～0.5。

不论实际的强震记录还是人工模拟波形，一般说明:特征周期 Tg = 2π用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。

具体做法是：在对数坐标系中同时做出绝对加速度反应谱和拟速度反应谱，找出加速度反应谱平台段的起始周期T0和结束周期T1，然后在拟速度反应谱上选定平台段，其起始周期为T1(即加速度反应谱平台段的结束周期T1)，结束周期为T2，将加速度反应谱在T0至T1之间的谱值求平均得Sa，拟速度反应谱在T1至T2之间的谱值求平均得Sv，加速度反应谱和拟速度反应谱在平台段的放大系数采用2.5，按公式(1)、（2）、（3）求得EPA、EPV、Tg。

在MIDAS程序中提供将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱的功能(工具>地震波数据生成器，生成后保存为SGS文件)，用户可利用保存的SGS文件(文本格式文件)根据上面所述方法计算Sv、Sa、Tg。

利用Midas Gen导地震波详细操作
1、找到Building或者Gen的安装目录下的“Dbase”文件夹，
随便找个DBS后缀地震波的文件，用记事本打开（要的是他的格式，若记事本打不开可以用“UltraEdit”这个软件试试）。

2、
A、安评报告的地震波数据
B、安评报告的地震波数据导入excel
C、excel地震波数据复制到midas dbs数
据格式里，保存关闭
D、Midas Gen地震波生成器转化
后的数据格式
为了格式一致需要加一列空格和一列逗号。

后缀名.dbs
“**号后的文字用于注释，可以改”
后缀名.sgs
“*号后的文字可以改”
3、→→→
找到第2步，第C小步生成的后缀名为dbs的文件，打开。

一个崭新的地震波诞生了。

真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。

1 / 32—钢筋混凝土结构抗震分析及设计MIDAS/Gen 培训课程（一）北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1402室Phone : 010-8802-6170 Fax : 010-8802-6171 E-mail : Beijing@ M odeling, I ntegrated D esign & A nalysis S oftware真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。

目录简要 (1)设定操作环境及定义材料和截面 (2)建立轴网 (4)建立框架柱及剪力墙 (8)楼层复制及生成层数据文件 (10)定义边界条件 (11)输入楼面及梁单元荷载 (11)输入风荷载 (15)输入反映谱分析数据 (15)定义结构类型 (16)定义质量 (17)运行分析 (17)荷载组合 (18)查看反力及内力 (18)梁单元细部分析 (19)振型形状及各振型所对应的周期 (20)稳定验算 (20)周期 (21)层间位移 (21)层位移 (22)层剪重比 (22)层刚度比 (23)一般设计参数 (23)钢筋混凝土构件设计参数 (25)钢筋混凝土构件设计 (27)平面输出设计结果 (30)1 / 32真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。

简要本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱分析功能来进行抗震设计的方法。

例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。

基本数据如下：轴网尺寸：见平面图柱: 500x500主梁：250x450，250x600次梁：250x400连梁：250x1000混凝土：C30剪力墙：250层高：一层：4.5m 二~六层：3.0m设防烈度：7º（0.10g）场地：Ⅱ类1 / 32真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。

设定操作环境及定义材料和截面1：主菜单选择文件>新项目文件>保存:输入文件名并保存2：主菜单选择工具>单位体系: 长度m, 力kN定义单位体系3 : 主菜单选择模型>材料和截面特性>材料：添加：定义C30混凝土材料号：1 名称：C30 规范：GB(RC)混凝土：C30 材料类型：各向同性定义材料2 / 32真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。