地震动特性与反应谱共59页文档
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地震反应谱、设计反应谱与地震影响系数谱曲线一直对反应谱这个东西,进来在听完一些免费结构讲座之后,自己总结了一下,梳理了一下几个概念,当然理解这些概念还需要对地震动的一些基本概念有一定理解,下次有机会再将地震动的东西总结一下,希望对初学者有点作用,文中所用图均来自网上。
1.地震反应谱可理解为一个确定的地面运动,通过一组阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系,所引起的各体系最大反应与相应体系自振周期间的关系曲线。
但是,不同场地类别和震中距对反应谱有影响,因而不能直接用于抗震设计,需专门研究可供结构抗震设计用的反应谱,称为设计反应谱。
2.设计反应谱由结构动力学地震系数,该参数可将地震动幅值对地震反应谱的影响分离出来。
地震系数与基本烈度的关系基本烈度6789地震系数k0.050.10(0.15)0.20(0.30)0.40(另:本人对其结果很是不解,由后文可知,地震影响系数最大值等于2.25倍的地震系数,而《抗震规范》2010 表5.1.4-1除以2.25后应该为基本烈度6789地震系数k0.0170.0355(0.0533)0.071(0.106)0.142欢迎大家讨论!)动力系数,是体系最大绝对加速度的放大系数特点:a.是一种规则化的地震反应谱,且动力系数不受地震动振幅的影响。
b.与地震反应谱具有相同的性质,受到体系阻尼比,以及地震动频谱(场地条件和震中距)的影响。
调整:1、为了消除阻尼比的影响由于大多数实际建筑结构的阻尼比在0.05左右,取确定的阻尼比然后不同建筑物根据公式相应调整。
2、按场地震中距将地震动记录分类,消除地震动频谱对地震动的影响。
3、计算每一类地震动记录动力系数的平均值考虑类别相同的不同地震动记录动力系数的变异性。
经过上述三条措施后,再将计算得到的β(T)平滑化后,可得到抗震设计采用的动力系数谱曲线。
3.地震影响系数谱曲线反应谱的局限性:不能反映地震的持续时间(加速度幅值)不能考虑多点激励的影响(刚性地基)不能反映建筑物质量和刚度分布的不均匀不能反映多个阻尼的情况不能反映场地条件和卓越周期的影响不能反映低周疲劳的影响不能反映结构周期不确定性的影响。
地震反应谱、设计反应谱与地震影响系数谱曲线一直对反应谱这个东西,进来在听完一些免费结构讲座之后,自己总结了一下,梳理了一下几个概念,当然理解这些概念还需要对地震动的一些基本概念有一定理解,下次有机会再将地震动的东西总结一下,希望对初学者有点作用,文中所用图均来自网上。
1.地震反应谱可理解为一个确定的地面运动,通过一组阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系,所引起的各体系最大反应与相应体系自振周期间的关系曲线。
但是,不同场地类别和震中距对反应谱有影响,因而不能直接用于抗震设计,需专门研究可供结构抗震设计用的反应谱,称为设计反应谱。
2.设计反应谱由结构动力学地震系数,该参数可将地震动幅值对地震反应谱的影响分离出来。
地震系数与基本烈度的关系基本烈度6789地震系数k0.050.10(0.15)0.20(0.30)0.40(另:本人对其结果很是不解,由后文可知,地震影响系数最大值等于2.25倍的地震系数,而《抗震规范》2010 表5.1.4-1除以2.25后应该为基本烈度6789地震系数k0.0170.0355(0.0533)0.071(0.106)0.142欢迎大家讨论!)动力系数,是体系最大绝对加速度的放大系数特点:a.是一种规则化的地震反应谱,且动力系数不受地震动振幅的影响。
b.与地震反应谱具有相同的性质,受到体系阻尼比,以及地震动频谱(场地条件和震中距)的影响。
调整:1、为了消除阻尼比的影响由于大多数实际建筑结构的阻尼比在0.05左右,取确定的阻尼比然后不同建筑物根据公式相应调整。
2、按场地震中距将地震动记录分类,消除地震动频谱对地震动的影响。
3、计算每一类地震动记录动力系数的平均值考虑类别相同的不同地震动记录动力系数的变异性。
经过上述三条措施后,再将计算得到的β(T)平滑化后,可得到抗震设计采用的动力系数谱曲线。
3.地震影响系数谱曲线反应谱的局限性:不能反映地震的持续时间(加速度幅值)不能考虑多点激励的影响(刚性地基)不能反映建筑物质量和刚度分布的不均匀不能反映多个阻尼的情况不能反映场地条件和卓越周期的影响不能反映低周疲劳的影响不能反映结构周期不确定性的影响。
地震动功率谱与反应谱的转换关系
地震动功率谱和反应谱是描述地震动特性的两种不同形式,它们之间存在一定的转换关系。
地震动功率谱(Spectral Power Density)是描述地震动强度分布的一个函数,表示在不同频率下地震动强度的大小。
在工程结构的地震设计中,地震动功率谱常用于地震动输入的要求,按照常规处理方法,地震动输入会通过二阶系统特性转换为结构的反应谱。
结构的反应谱(Spectral Response)描述的是地震动在结构中引起的响应的最大值,其中包括加速度、速度、位移等响应形式。
反应谱通常用于评估结构在地震中的安全性,是结构分析和设计常用的基本工具之一。
转换关系如下:
地震动的功率谱密度PSD(w) = 地震动加速度等效反应谱Sa(w)的平方
地震动的速度相应谱Sv(w) = (2πw)Sa(w)
地震动的位移相应谱Sd(w) = ((2πw)²)Sa(w)
当知道地震动的PSD时,可以通过上述转换公式计算出结构的反应谱。
如果已
知结构的反应谱,也可以通过反推公式计算得出地震动的功率谱密度。
地震反应谱的特性崔济东(JiDong Cui)(华南理工大学土木与交通学院,广东广州,510640)1反应谱的基本概念(Introduction to Response Spectra)地震动反应谱:单自由度弹性系统对于某个实际地震加速度的最大反应(可以是加速度、速度和位移)和体系的自振特征(自振周期或频率和阻尼比)之间的关系。
前一篇博文《Earthquake Response Spectra地震反应谱》介绍了反应谱和伪反应谱的基本概念,并编制了相应的反应谱计算程序——SPECTR。
本文利用该软件,通过几个实测地震记录的反应谱分析,总结地震反应的一般谱特性。
2本文用到的地震加速度记录(Acceleration Time History Records)2.11999年台湾集集地震记录的加速度记录:(1)加速度记录信息:The Chi-Chi (Taiwan) earthquake of September 20, 1999.Source: PEER Strong Motion databaseRecording station: TCU045Frequency range: 0.02-50.0 HzMaximum Absolute Acceleration: 0.361g(2)加速度时程与相应的速度和位移图2-1 ChiChi地震加速度时程2.21994年美国北岭地震记录的加速度时程:(1)加速度记录信息:The Northridge (USA) earthquake of January 17, 1994.Source: PEER Strong Motion DatabaseRecording station: 090 CDMG STATION 24278Frequency range: 0.12-23.0 HzMaximum Absolute Acceleration: 0.5683g(2)加速度时程与相应的速度和位移作者:崔济东(1988- ),男,结构工程专业,博士研究生。
地震反应谱的特性崔济东(JiDong Cui)(华南理工大学土木与交通学院,广东广州,510640)1反应谱的基本概念(Introduction to Response Spectra)地震动反应谱:单自由度弹性系统对于某个实际地震加速度的最大反应(可以是加速度、速度和位移)和体系的自振特征(自振周期或频率和阻尼比)之间的关系。
前一篇博文《Earthquake Response Spectra地震反应谱》介绍了反应谱和伪反应谱的基本概念,并编制了相应的反应谱计算程序——SPECTR。
本文利用该软件,通过几个实测地震记录的反应谱分析,总结地震反应的一般谱特性。
2本文用到的地震加速度记录(Acceleration Time History Records)2.11999年台湾集集地震记录的加速度记录:(1)加速度记录信息:The Chi-Chi (Taiwan) earthquake of September 20, 1999.Source: PEER Strong Motion databaseRecording station: TCU045Frequency range: 0.02-50.0 HzMaximum Absolute Acceleration: 0.361g(2)加速度时程与相应的速度和位移图2-1 ChiChi地震加速度时程2.21994年美国北岭地震记录的加速度时程:(1)加速度记录信息:The Northridge (USA) earthquake of January 17, 1994.Source: PEER Strong Motion DatabaseRecording station: 090 CDMG STATION 24278Frequency range: 0.12-23.0 HzMaximum Absolute Acceleration: 0.5683g(2)加速度时程与相应的速度和位移作者:崔济东(1988- ),男,结构工程专业,博士研究生。
地震反应谱、设计反应谱与地震影响系数谱曲线一直对反应谱这个东西,进来在听完一些免费结构讲座之后,自己总结了一下,梳理了一下几个概念,当然理解这些概念还需要对地震动的一些基本概念有一定理解,下次有机会再将地震动的东西总结一下,希望对初学者有点作用,文中所用图均来自网上。
1.地震反应谱可理解为一个确定的地面运动,通过一组阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系,所引起的各体系最大反应与相应体系自振周期间的关系曲线。
但是,不同场地类别和震中距对反应谱有影响,因而不能直接用于抗震设计,需专门研究可供结构抗震设计用的反应谱,称为设计反应谱。
2.设计反应谱由结构动力学地震系数,该参数可将地震动幅值对地震反应谱的影响分离出来。
地震系数与基本烈度的关系基本烈度6789地震系数k0.050.10(0.15)0.20(0.30)0.40(另:本人对其结果很是不解,由后文可知,地震影响系数最大值等于2.25倍的地震系数,而《抗震规范》2010 表5.1.4-1除以2.25后应该为基本烈度6789地震系数k0.0170.0355(0.0533)0.071(0.106)0.142欢迎大家讨论!)动力系数,是体系最大绝对加速度的放大系数特点:a.是一种规则化的地震反应谱,且动力系数不受地震动振幅的影响。
b.与地震反应谱具有相同的性质,受到体系阻尼比,以及地震动频谱(场地条件和震中距)的影响。
调整:1、为了消除阻尼比的影响由于大多数实际建筑结构的阻尼比在0.05左右,取确定的阻尼比然后不同建筑物根据公式相应调整。
2、按场地震中距将地震动记录分类,消除地震动频谱对地震动的影响。
3、计算每一类地震动记录动力系数的平均值考虑类别相同的不同地震动记录动力系数的变异性。
经过上述三条措施后,再将计算得到的β(T)平滑化后,可得到抗震设计采用的动力系数谱曲线。
3.地震影响系数谱曲线反应谱的局限性:不能反映地震的持续时间(加速度幅值)不能考虑多点激励的影响(刚性地基)不能反映建筑物质量和刚度分布的不均匀不能反映多个阻尼的情况不能反映场地条件和卓越周期的影响不能反映低周疲劳的影响不能反映结构周期不确定性的影响。