CN111060959A - 一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法及系统，该方法包括：步骤S1，确定有感地震影响的判定标准；步骤S2，将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期；步骤S3，根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比；步骤S4，获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期对应的绝对加速度值；步骤S5，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
Description
技术领域
本发明涉及地震观测技术领域，特别是涉及一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法及装置。
背景技术
日本自上世纪90年代初开始建设密集的强震动观测台网和烈度计网，1996年正式启动地震烈度速报系统，可以在中强以上地震发生后2—3分钟给出各地的仪器地震烈度和地震动峰值等，并通过网络、电视、广播等向政府有关部门和公众发布。2011年日本3.11特大地震中，日本分别在震后2分钟和7分钟在网站上发布了详细的烈度速报分布图，并在15分钟给出了更详细的推测烈度分布图。美国自1994年开始运行震动图生成系统ShakeMap，实现了在中强地震发生后3-5分钟内给出仪器地震烈度分布图、地震动峰值等值线分布图、不同周期反应谱等值线图，并通过网络发布。我国台湾地区自1992年开始实施“强地震动观测计划TSMIP”，并建设了地震信息快速发布系统,可在地震发生后数分钟内生成烈度分布图、地震动峰值分布图等并通过多种方式及时传送至相关部门。中国地震局在本世纪初尝试进行仪器地震烈度速报工作。
地震烈度速报系统主要利用密集的强震动观测台站，在地震发生后，强震台站获得地震记录，通过专线网络将地震记录发送到强震台网中心，强震台网中心对观测到的地震数据进行分析处理，找出各个观测台站的地震峰值加速度(PGA)，计算台站加速度反应谱，并通过相应的算法将地震峰值加速度(PGA)换算成各个台站的仪器烈度，再通过相应的插值计算方法预测没有台站的区域地震峰值加速度及烈度值，然后通过图形显示得到整个区域的地震烈度分布图，地震峰值加速度分布图。
然而，现有的地震烈度速报系统普遍存在如下问题：
1)目前国内外地震烈度速报主要针对中强地震，普遍忽视了有感地震的社会影响，目前对有感地震普遍认为不会引起建筑物破坏，往往忽视了有感地震带来的社会风险，也并未建立有感地震的地震烈度发布机制。然而，在为少震弱震地区的大城市，人口密集高楼林立，人们往往对地震容易引起忽视，如果发生强有感地震，人们惊慌失措，会引起人员疏散踩踏、谣言扩散、疏散人员安置等等一系列社会问题、政府也不能在第一时间掌握哪些建筑有感、从而采取合理有效应对措施。
2)现有的地震烈度速报系统的地震烈度分布图不能反映不同建筑震感强弱分布。由于目前地震烈度速报主要通过地表地震动峰值加速度(PGA)来确定烈度，因此地震烈度分布图只考虑了地表地震动的峰值，而忽略了地震动不同频率成分对建筑物的影响。现有技术中，地震烈度分布图表明地表地震动峰值加速度(PGA)越大确定的烈度越高，但是针对有感地震，并不是地表地震动峰值加速度(PGA)越大的区域建筑震感越强烈。众所周知，地震引起建筑振动与两者有关。(1)建筑本身的自振频率，(2)地震动的频率，当两者相近时容易引起共振。反之当峰值加速度(PGA)很大，但是地震动频率与建筑自振频率相差很远时也不能引起建筑强烈振动。例如：目前大城市如上海，高楼林立，高楼的地震响应与低矮建筑的响应是不同的，高楼的自振频率低，低矮建筑的自振频率高。当远震来袭，地表记录的加速度峰值很小也就是仪器计算的烈度很小，但由于远震低频地震波占主要成分，会引起高层建筑震感强烈，而低矮建筑震感不明显，因此不能通过烈度高低来判断有感建筑震感的强弱，更不能通过烈度判定有感建筑分布。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法及装置，以根据现有的强震记录通过地震反应谱理论将每个强震观测台站的地震记录进行分析处理，解决现有地震烈度系统不能反映有感地震下建筑震感强弱分布的问题。
为达上述目的，本发明提出一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，包括如下步骤：
步骤S1，确定有感地震影响的判定标准；
步骤S2，将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期；
步骤S3，根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比；
步骤S4，获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度Ajk值，其中j表示建筑自振周期编号，k表示强震台站编号；
步骤S5，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
优选地，于步骤S1中，确定有感地震影响的判定区间为建筑峰值加速度为0.05m/s2-0.155m/s2时判定人有感。
优选地，于步骤S2中，将所有建筑物按照层数分成若干个大类，对每一类建筑给出一个平均的建筑自振周期。
优选地，于步骤S4中，各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度依据建筑阻尼比的不同分别计算。
优选地，步骤S5进一步包括：
步骤S500，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图；
步骤S501，依次在不同建筑自振周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析，并根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
优选地，于步骤S501中，根据叠加分析结果，设定绝对加速度值超过预设值为建筑有感，其他区域建筑为无震感建筑。
优选地，于步骤S5后，所述方法还包括如下步骤：
步骤S6，当所有建筑自振周期全部分析完成，将所有结果绘制成为一张有感建筑分布总图。
为达到上述目的，本发明还提供一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统，包括如下步骤：
判定标准建立单元，用于确定有感地震影响的判定标准；
建筑自振周期确定单元，用于将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期；
建筑阻尼比确定单元，用于根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比；
地震反应谱计算单元，用于获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度Ajk值，其中j表示建筑自振周期编号，k表示强震台站编号；
有感建筑判定单元，用于对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
优选地，所述有感建筑判定单元具体用于：
对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图；
依次在不同建筑自振周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析，并根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
优选地，所述系统还包括分布总图形成单元，用于当所有建筑自振周期全部分析完成后，将所有结果绘制成为一张有感建筑分布总图。
与现有技术相比，本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法及系统根据现有的强震记录通过地震反应谱理论将每个强震观测台站的地震记录进行分析处理，并考虑建筑自振周期、阻尼比等因素解决了现有地震烈度系统不能反映有感地震下建筑震感强弱分布的问题，实现了有感地震作用下确定有感建筑分布的目的。
附图说明
图1为本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例中建筑自振周期分类示意图；
图3为本发明实施例中建筑阻尼比分类示意图；
图4为本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统的系统架构图；
图5a、图5b示出了2019年8月8日台湾宜兰发生6.4级地震金泽台地震记录及地震反应谱；
图6a、图6b示出了2019年8月8日台湾宜兰发生6.4级地震世博台地震记录及地震反应谱；
图7a、图7b示出了2019年8月8日台湾宜兰发生6.4级地震彭浦台地震记录及其地震反应谱；
图8a、图8b为本发明实施例中周期1.6s全市绝对加速等值线图及周期1.6s全市绝对加速等值线与周期1.6s建筑分布图叠加结果图；
图9为本发明实施例中周期2.2s全市绝对加速等值线与周期2.2s建筑分布图叠加结果图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，包括如下步骤：
步骤S1，确定有感地震影响的判定标准。
有感地震影响首先要确定建筑在振动达到何种程度为有感。在本发明具体实施例中，借鉴建筑在风荷载作用下人体舒适度研究成果，有人结合航空领域的有关数据，最早提出了建议采用的建筑结构舒适度限值规定，如表1所示:
表1顶点加速度限值
表1认为，人体的舒适度限值与建筑物的周期(频率)及顶点加速度有关，并且随着周期的增加而增加，当建筑的顶点加速度小于0.05m/s2时，人体不会感觉到振动；当建筑的顶点加速度大于1.5m/s2时，人体则无法忍受。
表2的《中国仪器地震烈度表》与表3的《GB/T 17742－2008中国地震烈度表》(表中未示全)则对地震烈度从不同的角度给出地震烈度的划分，两者的地震烈度具有一一对应关系，只不过两者分别通过地表峰值加速度和底层建筑人的感觉来划分烈度。
表2仪器地震烈度表与地震动峰值对应表
表3中国地震烈度表
对照《中国地震烈度表》中I-IV度的定义：I度为无感；IV度为“室内(底层房屋)多数人、室外(地表)少数人有感觉，少数人梦中惊醒”，“悬挂物明显摆动，器物作响”。
对照《仪器地震烈度表》中I-IV度的定义：I度为：地震动峰值加速度(PGA)数值为三方向合成值为0.018m/s2。IV度为：地震动峰值加速度(PGA)数值为三方向合成为0.155m/s2。
可以说明地表峰值加速度达到0.155m/s2时在地表的多数人会有感，因此可以推出当建筑顶点加速度达到0.155m/s2时建筑内多数人会有感。
地表峰值加速度达到0.05m/s2时在地表的少数人会有感，因此可以推出当建筑顶点加速度达到0.05m/s2时建筑内少数人会有感。
因此，在本发明具体实施例中，确定有感地震影响的判定区间为建筑峰值加速度为0.05m/s2-0.155m/s2时判定人有感。
在判定标准确定后接下来的问题则是研究在地震作用下建筑物的动力响应，即哪些建筑在地震作用下达到设定的判定标准，哪些达不到判定标准。在本发明中，通过研究确定通过地震反应谱来粗略估计所有建筑物(如对一个城市来说，全市建筑物)顶点绝对加速度值，所述地震反应谱是在给定的地震加速度作用下，不同自振周期的单质点体系的最大加速度反应的连线。
在有感地震作用下建筑物以第一阶振型为主，因此将全市建筑物简化为不同自振周期的单自由度体系，从而根据反应谱计算所有建筑物顶点绝对加速度)。而地震反应谱与两个参数相关：(1)建筑自振周期。(2)建筑阻尼比。
步骤S2，将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期。
对于一个城市来说，建筑种类繁多，不能对每一幢建筑精确计算其建筑自振周期，但是建筑周期与建筑层数有关。为了简化计算，本发明中，对于一个城市，可将全市建筑物按照层数(其中考虑到7层以下一般为砌体结构，7层以上一般为钢筋混凝土结构)分成20个大类，具体分类见图2，对每一类建筑给出一个平均的建筑自振周期，每一类建筑的建筑自振周期值的确定可根据文献中给出的经验公式确定，如图2所示。
步骤S3，根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比。
研究表明：建筑物的阻尼比与建筑高度成反比的，即建筑物的阻尼比是随着建筑高度的增加而减小的。在本发明具体实施例中，可根据建筑阻尼比与自振周期的拟合公式:ξ＝1.945+0.195×T-3.779(T为建筑自振周期)，并根据实测值的拟合，确定各类建筑的建筑阻尼比，例如，在本实施例中确定：7层以下阻尼比为0.05；8-18层对应自振周期为0.75s-1.15s，阻尼比为0.03；19-39层对应自振周期为1.6s-2.87s，阻尼比为0.02；40层以上取阻尼比为0.01(对应自振周期为大于3.24s)，如图3所示。但需说明的是，虽然本实施例中采用了上述拟合公式，但其也有一定的适用范围，也可根据实际情况采用其他方式，如采用其他拟合公式确定或根据经验确定，本发明不以此为限。
步骤S4，获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期Tj(j表示建筑周期编号)对应的绝对加速度Ajk值，其中j表示建筑周期编号，k表示台站编号。对于一个地震波，给定任意一个自振周期T都能计算出对应这个周期T的反应谱值Sa，在本发明具体实施例中，具体的地震反应谱的计算采用的是现有技术，在此不予赘述。
在本发明具体实施例中，以某一台站记录的地震波，并以将建筑分为20类，具有20个自振周期为例：由于阻尼比不同的原因，各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度值Aj需要分4次计算：
①阻尼比为0.05时计算自振周期T1、T2、T3对应的绝对加速度值Aj(j＝1,2,3)，具体可根据结构动力学理论计算获得，由于其应用的是现有的成熟理论，在此则不予赘述；
②阻尼比为0.03时计算自振周期T4、T5对应的绝对加速度值Aj(j＝4,5)；
③阻尼比为0.02时计算自振周期T6、T7、T8、T9对应的绝对加速度值Aj(j＝6,7,8,9)；
④阻尼比为0.01时计算自振周期T10、T11....、T20对应的绝对加速度值Aj(j＝10,11,...,20)；
步骤S5，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物(例如全市)绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
具体地，步骤S5进一步包括：
步骤S500，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物(例如全市)绝对加速度等值线分布图。
在本发明具体实施例中，以64个强震台站，以周期Tj＝1.6s(j＝6)和周期Tj＝2.1s(j＝7)为例说明。
对64个强震台站在Tj＝1.6s(j＝6)时对应64个绝对加速值Ajk值(j＝6，j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)通过Arcgis软件插值分析；
对64个强震台站在Tj＝2.1s(j＝7)时，对应64个不同的绝对加速值Ajk值(j＝7，j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)通过Arcgis软件插值分析。
步骤S501，依次在不同建筑自振周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析，并根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
根据叠加分析结果，设定超过0.05m/s2为建筑有感，即绝对加速度值超过0.05m/s2的区域包含的建筑为有感建筑，其他区域建筑为无震感建筑。
优选地，于步骤S5后，本发明还包括如下步骤：
步骤S6，当所有建筑自振周期全部分析完成，此时全部有感建筑被筛选出，将所有结果绘制成为一张有感建筑分布总图。
图4为本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统的系统架构图。如图4所示，本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统，包括如下步骤：
判定标准建立单元401，用于确定有感地震影响的判定标准。
在本发明具体实施例中，确定有感地震影响的判定区间为建筑峰值加速度为0.05m/s2-0.155m/s2时判定人有感。
在判定标准确定后接下来的问题则是研究在地震作用下建筑物的动力响应。哪些建筑在地震作用下达到设定的判定标准，哪些达不到判定标准。在本发明中，通过研究确定通过地震反应谱来粗略估计所有建筑物(如对一个城市来说，全市建筑物)顶点绝对加速度值，所述地震反应谱是在给定的地震加速度作用下，不同自振周期的单质点体系的最大加速度反应的连线。
在有感地震作用下建筑物以第一阶振型为主，因此将全市建筑物简化为不同自振周期的单自由度体系，从而根据反应谱计算所有建筑物顶点绝对加速)。而地震反应谱与两个参数相关：(1)建筑自振周期。(2)建筑阻尼比。
建筑自振周期确定单元402，用于将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期。
对于一个城市来说，建筑种类繁多，不能对每一幢建筑精确计算其建筑自振周期，但是建筑周期与建筑层数有关。为了简化计算，本发明将全市建筑物按照层数(其中考虑到7层以下一般为砌体结构，7层以上一般为钢筋混凝土结构)分成20个大类，对每一类建筑给出一个平均的建筑自振周期，每一类建筑的建筑自振周期值的确定可根据文献中给出的经验公式确定。
建筑阻尼比确定单元403，用于根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比。
研究表明：建筑物的阻尼比与建筑高度成反比的。根据建筑阻尼比与自振周期的拟合公式:ξ＝1.945+0.195×T-3.779(T为建筑自振周期)，本发明确定：7层以下阻尼比为0.05；8-18层对应自振周期为0.75s-1.15s，阻尼比为0.03；19-39层对应自振周期为1.6s-2.87s，阻尼比为0.02；40层以上取阻尼比为0.01(对应自振周期为大于3.24s)。
地震反应谱计算单元404，用于获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期Tj(j表示建筑周期编号)对应的绝对加速度Ajk值，其中j表示建筑周期编号，k表示台站编号。
在本发明具体实施例中，以某一台站记录的地震波，并以将建筑分为20类，具有20个自振周期为例：由于阻尼比不同的原因，各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度值Aj需要分4次计算：
阻尼比为0.05时计算自振周期T1、T2、T3对应的绝对加速度值Aj(j＝1,2,3)；
阻尼比为0.03时计算自振周期T4、T5对应的绝对加速度值Aj(j＝4,5)；
阻尼比为0.02时计算自振周期T6、T7、T8、T9对应的绝对加速度值Aj(j＝6,7,8,9)；
阻尼比为0.01时计算自振周期T10、T11....、T20对应的绝对加速度值Aj(j＝10,11,...,20)；
有感建筑判定单元505，用于对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物(例如全市)绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
有感建筑判定单元505具体用于：
对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物(例如全市)绝对加速度等值线分布图。
在本发明具体实施例中，以64个强震台站，以周期Tj＝1.6s(j＝6)和周期Tj＝2.1s(j＝7)为例说明。
对64个强震台站在Tj＝1.6s(j＝6)时对应64个绝对加速值Ajk值(j＝6，j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)通过Arcgis软件插值分析；
对64个强震台站在Tj＝2.1s(j＝7)时，对应64个不同的绝对加速值Ajk值(j＝7，j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)通过Arcgis软件插值分析。
依次在不同建筑自振周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析，并根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
根据叠加分析结果，设定超过0.05m/s2为建筑有感，即绝对加速度值超过0.05m/s2的区域包含的建筑为有感建筑，其他区域建筑为无震感建筑。
优选地，本发明还包括：
分布总图形成单元，用于当所有建筑自振周期全部分析完成后，此时全部有感建筑被筛选出，将所有结果绘制成为一张有感建筑分布总图。
实施例
在本实施例中，以2019年8月8日台湾宜兰发生的6.4级地震，上海市各强震台网记录到的所有数据为例(自振周期为20个，阻尼比分别为0.05、0.03、0.02、0.01)，以下举例给出3个台站的实际地震记录和计算的地震反应谱：
(1)根据实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，可以得到反应谱下对应20个建筑特征周期Tj(j＝1,2,3...20；j表示建筑周期编号)对应的20个绝对加速度Aj值(j＝1,2,3...20；j表示建筑周期编号)，Aj表示在一条地震波作用下，假设在该台站有20幢建筑周期各不相同为Tj，每幢建筑顶部加速度的最大值为Aj。值得注意的是20个周期由于阻尼比不同的原因需要分4次计算：
阻尼比为0.05时计算T1、T2、T3对应的绝对加速度值Aj(j＝1,2,3)；
阻尼比为0.03时计算T4、T5对应的绝对加速度值Aj(j＝4,5)；
阻尼比为0.02时计算T6、T7、T8、T9对应的绝对加速度值Aj(j＝6,7,8,9)；
阻尼比为0.01时计算T10、T11....、T20对应的绝对加速度值Aj(j＝10,11,...,20)。
图5a、图5b表示2019年8月8日台湾宜兰发生6.4级地震金泽台地震记录及地震反应谱，图6a、图6b表示2019年8月8日台湾宜兰发生6.4级地震世博台地震记录及地震反应谱，图7a、图7b表示2019年8月8日台湾宜兰发生6.4级地震彭浦台地震记录及其地震反应谱。这里需说明的是，为了完整说明反应谱形状，各图中将每个阻尼比下周期为0-6s内对应的绝对加速值都画了出来，但实际计算中只需要求相应周期的值。
(2)对全市64个强震台站都进行反应谱计算。由于每个强震台站计算的建筑自振周期都相同，但是对应的绝对加速值会不同。因此得到Tj(j＝1,2,3...20；j表示建筑周期编号)。对应的Ajk值(j＝1,2,3...20；j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)。
(3)有感建筑的判定
a.对每个强震台站的加速度反应谱值，通过Arcgis软件进行插值分析，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，全市绝对加速度等值线分布图。下面以周期Tj＝1.6s(j＝6)和周期Tj＝2.1s(j＝7)为例说明。
64个强震台站在Tj＝1.6s(j＝6)时对应64个绝对加速值Ajk值(j＝6，j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)。插值分析后如图8所示。
64个强震台站在Tj＝2.1s(j＝7)时由对应64个不同的绝对加速值Ajk值(j＝7，j表示建筑周期编号，k＝1,2，...,64表示台站编号)。插值分析后如图9所示。
b.在不同周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析。在本实施例中，设定超过2.2cm/s2(在此为假设值，为举例说明原理，一般应为0.05m/s2)为建筑有感，在图9中深红色区域包含建筑为有感建筑，其他区域建筑为无震感建筑。
c.替换为下一个周期的绝对加速度分布图与对应周期的建筑物分布图，同理进行分析，找出有感建筑。直至全部20个建筑周期全部分析完成，此时全部有感建筑被筛选出，绘制成为一张总图。
综上所述，本发明一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法及系统根据现有的强震记录通过地震反应谱理论将每个强震观测台站的地震记录进行分析处理，并考虑建筑自振周期、阻尼比等因素解决了现有地震烈度系统不能反映有感地震下建筑震感强弱分布的问题，实现了有感地震作用下确定有感建筑分布的目的。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (10)
1.一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，包括如下步骤：
步骤S1，确定有感地震影响的判定标准；
步骤S2，将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期；
步骤S3，根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比；
步骤S4，获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度Ajk值，其中j表示建筑自振周期编号，k表示强震台站编号；
步骤S5，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
2.如权利要求1所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，其特征在于：于步骤S1中，确定有感地震影响的判定区间为建筑峰值加速度为0.05m/s2-0.155m/s2时判定人有感。
3.如权利要求2所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，其特征在于：于步骤S2中，将所有建筑物按照层数分成若干个大类，对每一类建筑给出一个平均的建筑自振周期。
4.如权利要求3所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，其特征在于：于步骤S4中，各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度依据建筑阻尼比的不同分别计算。
5.如权利要求1所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，其特征在于，步骤S5进一步包括：
步骤S500，对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图；
步骤S501，依次在不同建筑自振周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析，并根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
6.如权利要求5所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，其特征在于：于步骤S501中，根据叠加分析结果，确定绝对加速度值超过预设值为建筑有感，其他区域建筑为无震感建筑。
7.如权利要求5所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定方法，其特征在于，于步骤S5后，所述方法还包括如下步骤：
步骤S6，当所有建筑自振周期全部分析完成，将所有结果绘制成为一张有感建筑分布总图。
8.一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统，包括如下步骤：
判定标准建立单元，用于确定有感地震影响的判定标准；
建筑自振周期确定单元，用于将所有建筑物进行分类，确定每一类建筑的建筑自振周期；
建筑阻尼比确定单元，用于根据建筑物的分类及其建筑自振周期，确定每一类建筑的建筑阻尼比；
地震反应谱计算单元，用于获取所有实际强震台站的地震记录，根据各实际强震台站的地震记录计算地震反应谱，并根据相应的建筑阻尼比得到所述地震反应谱下对应各建筑自振周期Tj对应的绝对加速度Ajk值，其中j表示建筑自振周期编号，k表示强震台站编号；
有感建筑判定单元，用于对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图，并叠加相应周期的建筑物分布图，根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
9.如权利要求8所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统，其特征在于，所述有感建筑判定单元具体用于：
对每个强震台站的加速度反应谱值，按照不同周期进行插值分析，得到不同周期下，所有建筑物绝对加速度等值线分布图；
依次在不同建筑自振周期的绝对加速度分布图上叠加相应周期的建筑物分布图，进行叠加分析，并根据叠加分析结果判定有感建筑分布。
10.如权利要求8所述的一种有感地震作用下有感建筑分布判定系统，其特征在于：所述系统还包括分布总图形成单元，用于当所有建筑自振周期全部分析完成后，将所有结果绘制成为一张有感建筑分布总图。
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