В комплексе SCAD предусмотрена возможность расчета зданий и сооружений на сейсмическое воздействие по заданным акселерограммам. Сами акселерограммы должны быть подготовлены в виде файлов определенной структуры, которая описана ниже.
Структура файла достаточно проста и ее можно подготовить в любом текстовом редакторе. Чтобы упростить процесс подготовки акселерограмм, в систему SCAD Office включена специальная программа Редактор Акселерограмм.
Помимо стандартных функций по редактированию данных эта программа позволяет также выполнить анализ акселерограмм. В частности, в графической и табличной формах можно получить следующую информацию:
Независимо от того, является акселерограмма инструментальной (получена при помощи сейсмографа) или расчетной (вычисленной на основании измеренной сейсмограммы), она, как правило, содержит ошибки. Для расчетных акселерограмм они возникают при численном дифференцировании, и чаще всего эти ошибки велики для высокочастотной компоненты воздействия. Для инструментальных акселерограмм ошибки возникают при их записи и оцифровке. При этом большинство записанных акселерограмм содержат большие ошибки в длиннопериодической области. В программе Редактор Акселерограмм не предусмотрены какие-либо операции по корректировке инструментальных ошибок, например, корректировки основной линии (baseline correction) или частотной фильтрации сигнала. Предполагается, что эти действия произведены ранее.
Вместе с тем, типичной ошибкой акселерограммы является смещение и поворот нулевой линии (см., например, [2]). Приведем пример, заимствованный из книги [4], который показывает, что даже небольшие ошибки такого рода могут полностью исказить картину перемещений рассчитываемого объекта. Пусть задано гармоническое воздействие \( \ddot{{x}}(t)=w\sin (\omega t)\) с малым искажением в виде поворота нулевой линии 0,001wt и смещения этой линии на величину -0,03w. Указанные искажения практически не заметны на акселерограмме \( \ddot{{x}}(t) \), однако они полностью искажают сейсмограмму, уравнение которой принимает вид \[ x(t)=w(0,001\frac{t^{2}}{2}-0,03t-\frac{1}{\omega^{2}}\sin \omega t). \]
Для корректировки ошибок подобного типа в программе предусмотрена возможность балансировки акселерограмм.
Расчет на сейсмическое воздействие предполагает, что основание сооружения движется поступательно, причем все его точки перемещаются синхронно. Закон изменения этих перемещений во времени задается акселерограммой, т.е. зависимостью ускорения точек основания от времени. Таким образом, в расчетной модели сооружения расчет по акселерограмме предполагает задание ускорений во всех связях, реализующих опирание сооружения на основание.
Сами акселерограммы определяются в точках, где расположены измерительные приборы, а они расположены на дневной поверхности земли (или близко от дневной поверхности). Поскольку сооружение может иметь заглубленный фундамент, то необходимо знать закон движения точек, удаленных от дневной поверхности. Пересчет стандартной акселерограммы на некий уровень, отличный от уровня замеров, также может быть выполнен с помощью программы Редактор Акселерограмм.
Файлы акселлерограмм имеют расширение .spc и являются обычными текстовыми файлами. В начале каждого файла содержится произвольный текст (комментарий), далее символ-разделить — #, после которого следуют три числа (коэффициент перевода используемых единиц в м/сек2, количество точек акселерограммы и шаг по времени в секундах). Предполагается, что записи ускорений произведены с одинаковым интервалом. После этих данных должны быть записаны величины ускорений. Количество величин ускорений должно соответствовать числу точек. Величины ускорений, шаг по времени и коэффициент перевода — это числа с плавающей точкой, в которых целая часть отделяется от дробной части точкой. Все числа в файле должны быть разделены пробелами или записаны с новой строки.