[软件][地震动][更新] GMP v2024: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具]

实干、实践、积累、思考、创新。

程序图标 ( Program Icon )

程序介绍 ( Program Introduction)

GMP ( A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures) 是一款结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具，程序将地震波积分+反应谱分析+地震动参数分析等功能集合于一身，使用方便。GMP的主要功能包括：

(1) 丰富的地震波数据格式导入支持

(2) 地震动加速度、速度、位移时程

(3) 地震加速度谱计算功能，包括伪加速度谱、速度谱、位移谱

(4) 提供多达 59个地震动参数及 Husid plot、Energy Flux plot

(5) 地震动参数批量分析功能

程序经历了多个版本的更新和维护，一直在持续改进：

GMP v2018: [软件][地震工程] GMP v2018: 结构抗震分析地震动强度指标计算工具 ( GMP: A tool for Calculating Earthquake Intensities for Seismic Analysis of Structures)

GMP v2020: [软件][地震动][Update] GMP v2020: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具]

GMP v2022: [软件][地震动] GMP v2022: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具]

GMP v2024 (当前版): [软件][地震动][更新] GMP v2024: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具]

软件界面 ( Screent Short)

地震动加速度格式支持 ( Supported Ground Motion Format)

目前支持的地震波导入格式：

a. PEER数据格式(NGA WEST, NGA WEST2, NGA EAST)

b. GML or GMS (from www.jdcui.com)

c. SPECTR (from www.jdcui.com)

d. YJK (盈建科)

e. SeismoSignal

d. 通用的单列格式

e. 双列地震波格式

地震动参数列表 ( Ground Motion Paramters )

目前GMP总共提供 59 个地震动参数的计算，其中主要的一些参数介绍如下：

（1）PGA，Peak ground values of acceleration , 峰值地震动加速度。

$$PGA = \max \left| {{{\ddot u}_g}\left( t \right)} \right|$$

（2）PGV，Peak ground values of velocity , 峰值地震动速度。

$$PGV{\rm{ = }}\max \left| {\mathop {\dot u}\nolimits_g (t)} \right|$$

（3）PGD，Peak ground values of displacement, 峰值地震动位移。

$$PGD = \max \left| {\mathop u\nolimits_g (t)} \right|$$

（4）FR1 = PGV /PGA , 地面速度峰值与加速度峰值比。

（5）FR2 = PGD /PGV , 地面位移峰值与速度峰值比。

（6）SI , Housner Intensity (HI), Housner谱强度。

$$SI\left( \zeta \right) = {I_H} = \int_{0.1}^{2.5} {{S_v}} \left( {T,\zeta } \right)dT = {\pi \over {2g}}\int_{0.1}^{2.5} {{S_a}} \left( {T,\zeta } \right)dT$$

（7）a_RMS, Root-mean-square (RMS) of acceleration, 均方根加速度。

$${a_{RMS}} = \sqrt {{{\int_0^{{t_d}} {\ddot u_g^2dt} } \over {{t_d}}}} $$

（8）v_RMS, Root-mean-square (RMS) of velocity, 均方根速度。

$${v_{RMS}} = \sqrt {{{\int_0^{{t_d}} {\dot u_g^2dt} } \over {{t_d}}}} $$

（9）d_RMS, Root-mean-square (RMS) of displacement, 均方根加位移。

$${d_{RMS}} = \sqrt {{{\int_0^{{t_d}} {u_g^2dt} } \over {{t_d}}}} $$

（10）Td, Significant duration (TIA95% – TIA5%), The interval of time over which a proportion (percentage) of the total Arias Intensity is accumulated (default is the interval between the 5% and 95% thresholds). Arias强度分别占95%和5%的对应时刻之间的时间，目前使用最广泛的地震强震持时。

$${T_d} = t\left( {0.95{I_A}} \right) – t\left( {0.05{I_A}} \right)$$

（11）Td, Significant duration (TIA75% – TIA5%), The interval of time over which a proportion (percentage) of the total Arias Intensity is accumulated (default is the interval between the 5% and 75% thresholds). Arias强度分别占75%和5%的对应时刻之间的时间。

$${T_d} = t\left( {0.75{I_A}} \right) – t\left( {0.05{I_A}} \right)$$

（12）Td, Significant duration (TIA15% – TIA5%), The interval of time over which a proportion (percentage) of the total Arias Intensity is accumulated (default is the interval between the 5% and 15% thresholds). Arias强度分别占15%和5%的对应时刻之间的时间。

$${T_d} = t\left( {0.15{I_A}} \right) – t\left( {0.05{I_A}} \right)$$

（13）IA, Arias Intensity, Arias强度。

$$\mathop I\nolimits_A = {\pi \over {2g}}\int_0^{\mathop T\nolimits_d } {\mathop {\ddot u}\nolimits_g^2 } dt$$

（14）Characteristic Intensity (Ic)，特征强度。

$${I_c} = A_{_{rms}}^{1.5}T_d^{0.5} = {\left( {\sqrt {{{\int_{\mathop t\nolimits_5 }^{\mathop t\nolimits_{95} } {\mathop {\ddot u}\nolimits_g^2 dt} } \over {\left( {\mathop t\nolimits_{95} – \mathop t\nolimits_5 } \right)}}} } \right)^{1.5}}{\left( {\mathop t\nolimits_{95} – \mathop t\nolimits_5 } \right)^{0.5}}$$

（15）A95 Parameter (g)。

For a given acceleration record and for a given acceleration level A, we can determine the area Ex bounded bythe curve a2(t) and the horizontal line at A2 level. Such areas are computed for various levels of acceleration. When the acceleration level A is the zero acceleration, the area Es, gives the Arias Intensity. The acceleration level which gives Ex/Es, equal to 0.05 is defined as the new parameter A95.

( Sarma S K, Yang K S. An evaluation of strong motion records and a new parameter A95[J]. Earthquake engineering & structural dynamics, 1987, 15(1): 119-132. )

（16）Specific Energy Density (SED)，能量密度。

$$SED = \int_0^{{t_d}} {\dot u_g^2dt} $$

（17）Cumulative Absolute Velocity (CAV)，累积绝对速度。

$$CAV{\rm{ = }}\int_0^{{t_d}} {\left| {{{\ddot u}_g}\left( t \right)} \right|} dt$$

（18）Cumulative Absolute Displacement (CAD)，累积绝对位移。

$$CAD = \int_0^{{t_d}} {\left| {{{\dot u}_g}\left( t \right)} \right|} dt$$

（19）Cumulative Absolute Energy (CAI)，累积绝对能量。

$$CAI = \int_0^{{t_d}} {\left| {{u_g}\left( t \right)} \right|} dt$$

（20）Ea, NAU和HALL指标。

$${E_a} = \int_0^{\mathop t\nolimits_d } {\ddot u_{\rm{g}}^2\left( t \right)} dt$$

（21）Ars, Sqrt(Ea) , NAU和HALL指标。

$$Ars = \sqrt {{E_a}} $$

（22）Ev, NAU和HALL指标。

$${E_v} = \int_0^{\mathop t\nolimits_d } {\dot u_{\rm{g}}^2\left( t \right)} dt$$

（23）Vrs, NAU和HALL指标。

$$Vrs = \sqrt {{E_v}} $$

（24）Ed, NAU和HALL指标。

$${E_d} = \int_0^{\mathop t\nolimits_d } {u_{\rm{g}}^2\left( t \right)} dt$$

（25）Drs, NAU和HALL指标。

$$Drs = \sqrt {{E_d}} $$

（26）Pa ，Housner 均方根加速度

$$\mathop P\nolimits_a = {{\int_{\mathop t\nolimits_5 }^{\mathop t\nolimits_{95} } {\mathop {\ddot u}\nolimits_g^2 dt} } \over {\mathop T\nolimits_d }} = {{\int_{\mathop t\nolimits_5 }^{\mathop t\nolimits_{95} } {\mathop {\ddot u}\nolimits_g^2 dt} } \over {\mathop t\nolimits_{95} – \mathop t\nolimits_5 }}$$

（27）Arms = sqrt(Pa )，Housner 均方根指标。

$$\mathop A\nolimits_{rms} = \sqrt {\mathop P\nolimits_a } $$

（28）Pv，Housner 均方根速度

$$\mathop P\nolimits_v = {{\int_{\mathop t\nolimits_5 }^{\mathop t\nolimits_{95} } {\mathop {\dot u}\nolimits_g^2 } dt} \over {\mathop T\nolimits_d }}$$

（29）Vrms = sqrt(Pv )，Housner 均方根指标。

$$\mathop V\nolimits_{rms} = \sqrt {\mathop P\nolimits_v } $$

（30）Pd，Housner 均方根位移。

$$\mathop P\nolimits_d = {{\int_{\mathop t\nolimits_5 }^{\mathop t\nolimits_{95} } {\mathop u\nolimits_g^2 dt} } \over {\mathop T\nolimits_d }}$$

（31）Drms = sqrt(Pd )，Housner 均方根指标。

$$\mathop D\nolimits_{rms} = \sqrt {\mathop P\nolimits_d } $$

（32）PSA，Peak acceleration，谱加速度峰值。

$$PSA = \max \left( {{S_a}\left( {{T_{\rm{i}}}} \right)} \right)$$

（33）PSV，Peak velocity， 谱速度峰值。

$$PSV = \max \left( {{S_v}\left( {{T_{\rm{i}}}} \right)} \right)$$

（34）PSD，Peak displacement,谱位移峰值

$$PSD = \max \left( {{S_d}\left( {{T_{\rm{i}}}} \right)} \right)$$

（35）SAavg，加速度谱均值。

$$S{A_{avg}} = \sum\limits_{{T_{\rm{i}}}}^{{T_{\rm{n}}}} {{{{S_a}\left( {{T_{\rm{i}}}} \right)} \over n}} $$

（36）SVavg，速度谱均值。

$$S{V_{avg}} = \sum\limits_{{T_{\rm{i}}}}^{{T_{\rm{n}}}} {{{{S_v}\left( {{T_{\rm{i}}}} \right)} \over n}} $$

（37）SDavg，位移谱均值。

$$S{D_{avg}} = \sum\limits_{{T_{\rm{i}}}}^{{T_{\rm{n}}}} {{{{S_{\rm{d}}}\left( {{T_{\rm{i}}}} \right)} \over n}} $$

（38）ASI，Acceleration Spectrum Intensity 加速度谱烈度。

$$ASI = \int_{0.1}^{0.5} {{S_{\rm{a}}}\left( {T,\zeta } \right)} dT$$

（39）VSI，Velocity Spectrum Intensity , 速度谱烈度。

$$VSI = \int_{0.1}^{2.0} {{S_v}\left( {T,\zeta } \right)} dT$$

（40）DSI，Displacement Spectrum Intensity , 位移谱烈度。

$$DSI = \int_{2.5}^{4.0} {{S_d}\left( {T,\zeta } \right)} dT$$

（41）EPA，Effective Peak Acceleration,有效峰值加速度

$$EPA = {{\int_{0.1}^{0.5} {{S_{\rm{a}}}\left( {T,\zeta } \right)} dT} \over {2.5}}$$

（42）EPV，Effective Peak Velocity ,有效峰值速度

$$EPV = {{\int_{0.8}^{2.0} {{S_v}\left( {T,\zeta } \right)} dT} \over {2.5}}$$

（43）EPD，Effective Peak Displacement ,有效峰值位移。

$$EPD = {{\int_{2.5}^{4.0} {{S_d}\left( {T,\zeta } \right)} dT} \over {2.5}}$$

（44）v0，The number of times the seismic acceleration curve passes through zero point per unit time. 加速度单位时间内通过零点次数

（45）IAM, Modified Arias Intensity, 修正Arias强度

$${I_{AM}} = {{{I_A}} \over {v_0^2}}$$

（46）Ia, Riddell强度指标

$${I_a} = {a_{\max }}t_d^{1/3}$$

（47）Id, Riddell强度指标

$${I_d} = {d_{\max }}t_d^{1/3}$$

（48）Iv, Riddell强度指标

$${I_v} = v_{\max }^{2/3}t_d^{1/3}$$

（49）If, Fajfar强度指标

$${I_f} = {v_{\max }}t_d^{1/4}$$

（50）Beta1 ( Ti>=2s and Ti<=10s)

$${\beta _1} = {{\sum {T_i^2\left( {{{{S_a}\left( {{T_i}} \right)} \over {PGA}}} \right)} } \over {\sum {T_i^2} }}$$

（51）PPV，PPV = max(vg) – min(vg) ，最大正负速度峰值差

（52）SMA， The third-largest absolute peak in acceleration

（53）SMV， The third-largest absolute peak in velocity

（54）SMD， The third-largest absolute peak in displacement

（55）Sa (Ti)，指定周期Ti下的伪加速度谱

（56）Sv (Ti)，指定周期Ti下的伪速度谱

（57）Sd (Ti)，指定周期Ti下的位移谱

（58）MIV，Maximum Incremental Velocity，最大增量速度

（59）MID，Maximum Incremental Displacement，最大增量位移

批量分析功能介绍 ( Batch Analysis )

勾选需要分析的地震波
设置地震波是否需要极限修正，设置地震波的反应谱分析参数
点击批量分析，软件即可自动对勾选的地震波进行批量分析。
分析完毕，软件输出各组地震波的地震动参数计算结果及分析结果汇总。

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