人工地震波生成程序简介

1、姓名：郭勇学号：0220020128人工地震波生成程序简介一、程序设计内容及方法1、程序内容本程序根据特征周期、水平地震波影响系数最大值和地震波幅值等初始条件 生成人工地震波，为结构动力分析的时程分析法提供地震波来源。2、程序设计方法(1)理论依据本程序采用三角级数法生成人工地震波。对于给定的功率谱密度函数Sx()，按照下面的公式可以方便的生成以姓名：郭勇姓名：郭勇Sx()为功率谱密度函数、均值为零的高斯平稳过程a(t)Na(t) = Ck cos( 泌Q(1)式中:k 二r- 22t /t,0 Wt Ct,f (t)=(t上)et2 Wt ctst3tET式中：c为衰减系数，通常取值范围为0

2、.11.0，本程序取0.15 ；匕，t2和t3根据不同实际情况取值，T为地震波持时，本程序取t1 , t2分别为4s, 15s, t3和T 均为40s。本程序采用建筑抗震设计规范（GB50011-2001）中的反应谱作为目标谱， 通过Kaul提出的平稳过程反应谱与功率谱的近似关系2 -T2兀，-.Sx（k）=Sadk） /21n（In p）（5）k kTd式中：sT（k）为规范反应谱；为阻尼比；Td为地震动持时；p为反应不超过反 应谱值的概率，本程序取0.85。通过式和式即可生成人工地震波。（2）程序实现方法首先建立基于对话框的应用程序框架，添加的主要控件为3个编辑框和4个按钮。3个编辑框分别

3、作为程序中的特征周期（对应成员变量为m_dTg）水平 地震影响系数最大值（对应成员变量为m_dAma和地震波幅值（对应成员变量为 m_pd）3个数据的交互输入处；4个按钮分别为“生成地震波”、“输出地震波”、 “输入地震波”和“退出”。添加的成员函数有： Wavegener（）（生成地震波）、Wavedrawing（）（绘制地震 波加速度时程曲线）、OnSTART（）对应“生成地震波”按钮，实现生成地震波的 功能）、OnOutput（）（对应“输出地震波”按钮，实现输出数字化的地震波记录的 功能）和Onlnput（对应“输入地震波”按钮，实现输入数字化的地震波记录并绘 制其加速度时程曲线的功能

4、）。几点说明：a生成随机相角的程序如下：srand(unsigned)time( NULL );for(loop=0;loop10000;loop+) int temp=rand();temp=temp%6282+1;adFiloop=double(temp)/1000;在调用 rand() 函数之前调用 srand( (unsigned)time( NULL) ，这样以 time 函数值(即当前时间)作为种子数，因为两次调用 rand 函数的时间通常是不同 的，这样可以每次产生的随机数序列不同。b 关于绘制地震波加速度时程曲线图：采用Brush填充绘图区域背景，用Pen绘制坐标及时程曲线，用

5、 Font输出 文字，其中纵坐标的最大值采用动态输出先得到所绘制地震波的幅值， 将其 转换为 Cstring 型，然后输出。c 关于数据输出和输入分别使用 ofstream 类和 ifstream 类输出和输入数据。foutt tmax a amaxendl;for(int loop=0;loop2000;loop+)foutadtloop adAgloopendl;fout.close();从上面的这段程序可看出， 输出数据文件的第一行是 “t ”，地震波加速度幅 值对应的时间，“a”，地震波幅值，从第二行起每行是一个时间及这个时间对应 的地震波加速度幅值。二、实例本节通过一实例说明程序的使

6、用方法。例：某地区抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度为 0.20g ，设计地震 分组为第一组， II 类场地，利用本程序生成多遇地震人工地震波。通过初始条件可知特征周期为 0.35 ，水平地震影响系数 0.16 ，地震加速度 时程曲线最大值70gal。将上述数据填入程序中初始条件的 3个编辑框中，点击 “生成地震波” 按钮，则可生成地震波， 程序会自动绘制加速度时程曲线 (图 1)点击“输出地震波”按钮，则可将人工地震波加速度记录按数字化的形式保 存在文件中，可以用“记事本”或“ Word等程序打开文件（图2）。数据记录第 一行表示在12.24秒时，人工地震波加速度具有最大值 70ga

7、l（或-70gal），以下 各行分别为时间及其对应的人工地震波加速度。点击“输入地震波”按钮，打开一个已生成的人工地震波加速度数据记录， 则程序会自动绘制人工地震波加速度时程曲线。21特征周期|ol& s处水平地震影响系数盘大值|016地爲M速度时程曲线绘夭值|ruai人工地震液加速度时程曲线70贰阿0UlilLLJLiditML皿 icJ甸地盍波加速度记录-记爭本立件（E）編辑格式帮助凹zlt 12.2U a 70 0.02 0-000234697 0.04 -0.000383251 0.Q6 0.00287839 O.OS 0-U1333U6 6.1 0.00362964 0.12 0.0266624 0.1U -0.03520119 0.16 -0. WM839 0.18 D.0M68262 0.2 0-OO12S832 0.22 6-92SU9U3 0.24 0.9746183 0.26 -0.112155 a.2S -Q.2B098 03122213iCk =4Sx(C0k)曲i 2=C - i) / N1 A轧=g +(k 一)M2 ,;：k为(0, 2二)内均匀分布的随机相角；-u， i分别为正域内的上