基于小波分解的地震輸入能分析方法及汶川地震輸入能分析.pdf

1、地震對建筑結構作用的本質(zhì)是一種能量的傳遞、轉(zhuǎn)化和吸收(耗散)的過程，當結構的耗能能力大于地震動輸入給結構的能量(輸入能)時，結構不會發(fā)生破壞，反之結構就會遭到地震的破壞。由于基于能量概念的抗震分析和設計方法形式簡單、概念明確，并且能夠包含多種設計因素(尤其是地震動持續(xù)時間)的影響，具有明顯的優(yōu)越性，因此被認為是今后結構抗震設計發(fā)展的方向。因此，地震動輸入能的研究一直是能量分析方法甚至是結構抗震研究的核心內(nèi)容之一。以往對地震動能量的研究僅

2、限在時域上，小波理論為我們在時一頻域上進一步研究地震動的能量提供了基礎。本文應用小波分解的方法，根據(jù)目前地震動輸入能量的研究現(xiàn)狀，在已有研究成果的基礎上，從能量時程和能量譜兩個方面對單自由度結構體系進行了地震輸入能的研究分析。
　　 本文將小波模擬地震動過程的解析表達式代入地震動的能量平衡方程中，建立了地震動輸入能量在頻域上小波分解的表達式，實現(xiàn)了地震動輸入能的小波分解，得到了地震動總輸入能可以表示成緊相鄰不同頻帶地震動輸入能量

3、的近似疊加。因此，可以對每個地震波建立其總輸入能量和頻率之間的關系，從一個全新的角度來觀察分析它們的性態(tài)。
　　 將上述方法應用于汶川M8 8.O級地震動加速度記錄中。選擇了汶川臥龍、茂縣南新、陳倉、隴縣、西安和草灘六個臺站的地震記錄作為研究對象，用小波的方法對其進行能量分解，并計算分析其能量潛，觀察分析不同地震波的不同性態(tài)。
　　 通過輸入能量的小波分解，可以清楚的看到卓越周期所在分量對地震動總輸入能量的作用，對不同的