地震动加速度反应谱与地震烈度的关系研究
地震动加速度反应谱与地震烈度的关系研究地震发生后,强震动观测台网可以获取灾区分布式台站位置的强震动记录,基于相关的地震动参数可以快速地评估地震烈度的空间分布,以迅速判定不同地区的受灾程度,尤其是地震极震区的分布范围,为政府开展应急救援并合理地分配救援力量、物资等提供依据,以保证救援人员及时、准确地到达极震区展开搜救工作,减少人民群众的生命财产损失。为此,本文围绕由地震动参数确定地震烈度的研究展开了如下工作:1.阐述了利用强震动记录给出的地震动参数快速获取地震烈度分布相关研究工作的必要性。
总结了国内外有关烈度速报的工作和提出的各种定性分析、定量表述方法,明确了目前研究的现状和发展趋势,提出了利用地震动参数确定地震烈度研究的意义所在。2.整理我国现有主要强震动记录(汶川地震、宁洱地震、姚安地震、盈江地震、新疆地震和攀枝花地震)和地震现场调查地震烈度资料(现行烈度表、历史震害资料等)。
从上述地震震后实地震害调查获得的烈度等震线图上找出各个具有地震动记录资料的台站位置对应的烈度,对相关台站的强震动观测记录进行基线校正后的加速度数据计算给出不同周期加速度反应谱值。3.依据上述历史地震烈度资料和强地震动记录的加速度反应谱,通过多元线性回归的统计分析方法,统计分析地震烈度与不同周期加速度反应谱值之间的对应关系,提出了烈度分档判别法和综合判别法两种利用不同周期加速度反应谱值确定地震烈度的方法。
4.对上述方法进行Bayes假设检验,并基于汶川地震,将由本文方法确定的烈度、根据烈度表评定的烈度与宏观震害烈度进行了比较,结果表明所提出的方法能较真实地反映实际震害情况。基于以上计算、统计和分析,本文对由地震动
参数确定烈度的研究给出了一些认识与结论,为烈度速报工作提供有益的参考。
抗震设防烈度加速度和设计地震分组
附录 A 我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 本附录仅提供我国抗震设防区各县级及县级以上城镇的中心地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组。 注：本附录一般把“设计地震第一、二、三组”简称为“第一组、第二组、第三组”。 A.0.1首都和直辖市 1抗震设防烈度为8 度，设计基本地震加速度值为0.20g： 第一组：北京（东城、西城、崇文、宣武、朝阳、丰台、石景山、海淀、房山、通州、顺义、大兴、平谷），延庆，天津（汉沽），宁河。 2抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度值为0.15g： 第二组：北京（昌平、门头沟、怀柔），密云；天津（和平、河东、河西、南开、河北、红桥、塘沽、东丽、西青、津南、北辰、武清、宝坻），蓟县，静海。 3抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度值为0.10g：第一组：上海（黄浦、卢湾、徐汇、长宁、静安、普陀、闸北、虹口、杨浦、闵行、宝山、嘉定、浦东、松江、青浦、南汇、奉贤）；第二组：天津（大港）。 4抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05g：第一组：上海（金山），崇明；重庆（渝中、大渡口、江北、沙坪坝、九龙坡、南戽、北碚、万盛、双桥、渝北、巴南、万州、涪陵、黔江、长寿、江津、合川、永川、南川），巫山，奉节，云阳，忠县，丰都，壁山，铜梁，大足，荣昌，綦江，石柱，巫溪*。 注：黑体字加下划线的指该城镇的中心位于本设防区和较低设防
区的分界线，下同。 注：上标* 指该城镇的中心位于本设防区和较低设防区的分界线，下同。 A.0.2河北省 1抗震设防烈度为8 度，设计基本地震加速度值为0.20g： 第一组：唐山（路北、路南、古冶、开平、丰润、丰南），三河，大厂，香河，怀来，涿鹿； 第二组：廊坊（广阳、安次）。 2抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度值为0.15g：第一组：邯郸（丛台、邯山、复兴、峰峰矿区），任丘，河间，大城，滦县，蔚县，磁县，宣化县，张家口（下花园、宣化区），宁晋*； 第二组：涿州，高碑店，涞水，固安，永清，文安，玉田，迁安，卢龙，滦南，唐海，乐亭，阳原，邯郸县，大名，临漳，成安。 3抗震设防烈度为7 度设计基本地震加速度值为0.10g： 第一组：张家口（桥西、桥东），万全，怀安，安平，饶阳，晋州，深州，辛集，赵县，隆尧，任县，南和，新河，肃宁，柏乡； 第二组：石家庄（长安、桥东、桥西、新华、裕华、井陉矿区），保定（新市、北市、南市），沧州（运河、新华），邢台（桥东、桥西），衡水，霸州，雄县，易县，沧县，张北，兴隆，迁西，抚宁，昌黎，青县，献县，广宗，平乡，鸡泽，曲周，肥乡，馆陶，广平，高邑，内丘，邢台县，武安，涉县，赤城，走兴，容城，徐水，安新，高阳，博野，蠡县，深泽，魏县，藁城，栾城，武强，冀州，巨鹿，沙河，临城，泊头，永年，崇礼，南宫； 第三组：秦皇岛（海港、北戴河），清苑，遵化，安国，涞源，承德（鹰手营子）。
地震峰值加速度与烈度对照表
地震峰值加速度与烈度 对照表 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
地震峰值加速度与烈度对照表 地Array震 反 应谱：在给定的地震输入下，不同固有周期的地层或结构物将有不同的 振动位移反应，这种反应的时程曲线是由多种频率成分组成的振动曲线，叫谱取对应于不同固有周期的位移时程曲线的最大值作为纵座标，取所对应的固有的周期为横座标，由此绘成曲线，供抗震设计中 选用在设计周期下的相应振动幅值。 所谓地震反应谱，就是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）之间的函数关系。 由于地震的作用，建筑物产生位移、速度和加速度。人们把不同 周期下建筑物反应值的大小画成曲线，这些曲线称为反应谱。 一般来说，随周期的延长，位移反应谱为上升的曲线；速度反应 谱比较恒定；而加速度的反应谱则大体为下降的曲线。一般说来，设 计的直接依据是加速度反应谱。加速度反应谱在周期很短时有一个上 升段（高层建筑的基本自振周期一般不在这一区段），当建筑物周期 与场地的特征周期接近时，出现峰值，随后逐渐下降。出现峰值时的 周期与场地的类型有关：I类场地约为0．1～0．2s；Ⅱ类场地约为
0．3～0．4s；Ⅲ类场地约为0．5～0．6s；Ⅳ类场地约为0．7～1．0s； 建筑物受到地震作用的大小并不是固定的，它取决于建筑物的自振周期和场地的特性。一般来说，随建筑物周期延长，地震作用减小。 衡量地震作用强烈程度目前常用地面运动的最大加速度Amax作为标志，它就是建筑物抗震设计时的基础输人最大加速度，其单位为重力加速度g（9．81m/s)或Gal（gal＝10mm/s），大体上，7度相当于最大加速度为l00Gal，8度相当于200Gal，9度相当于 400Gal。 在地震时，结构因振动面产生惯性力，使建筑物产生内力，振动建筑物会产生位移、速度和加速度。地震力大小与建筑物的质量与刚度有关。在同等的烈度和场地条件下，建筑物的重量越大，受到地震力也越大，因此减小结构自重不仅可以节省材料，而且有利于抗震。同样，结构刚度越大、周期越短，地震作用也大，因此，在满足位移限值的前提下，结构应有适宜的刚度。适当延长建筑物的周期，从而降低地震作用，这会取得很大的经济效益。 但是，从世界范围来说，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发震的规律，地震预报主要是根据多年积累的观测资料和震例而作出的经验性预报，因此，不可避免地带有很大局限性。目前的地震预报水平和现状，大体可这样概括：人们对地震孕育发生的原理、规律有所认识，但还没有完全认识；能够对某些类型的地震作出一定程度的预报，但还不能预报所有的地震；做出的较大时间尺度中
地震响应的反应谱法与时程分析比较 (1)
发电厂房墙体地震响应的反应谱法与时程分析比较 1问题描述 发电厂房墙体的基本模型如图1所示： 图1 发电厂墙体几何模型 基本要求：依据class 9_10.pdf的最后一页的作业建立ansys模型,考虑两个水平向地震波的共同作用(地震载荷按RG1.60标准谱缩放,谱值如下)，主要计算底部跨中单宽上的剪力与弯矩最大值,及顶部水平位移。要求详细的ansys反应谱法命令流与手算验证过程。以时程法结果进行比较。分析不同阻尼值(0.02,0.05,0.10)的影响。 RG1.60标准谱 (1g=9.81m/s2) (设计地震动值为0.1g) 频率谱值(g) 33 0.1 9 0.261 2.5 0.313 0.25 0.047 与RG1.60标准谱对应的两条人工波见文件rg160x.txt与rg160y.txt 2数值分析框图思路与理论简介 2.1理论简介 该问题主要牵涉到结构动力分析当中的时程分析和谱分析。时程分析是用于确定承受任意随时间变化荷载的结构动力响应的一种方法。谱分析是模态分析的扩展，是用模态分析结果与已知的谱联系起来计算模型的位移和应力的分析技术。 2.2 分析框架： 时程分析：在X和Z两个水平方向地震波作用下，提取底部跨中单宽上的剪力、弯矩值和顶部水平位移，并求出最大响应。 谱分析：先做模态分析，再求谱解，由于X和Z两个方向的单点谱激励，因此需进行两次谱分析，分别记入不同的工况最后组合进行后处理得出结够顶部水平位移、底部单宽上剪力和弯矩的最大响应。 3有限元模型与荷载说明 3.1 有限元模型 考虑结构的几何特性建立有限元模型，首先建立平面几何模型，并将模型进行合理的切割，采用plane42单元，使用映射划分网格的方法生产平面单元（XOY平面）。然后，采用solid45
振型分解反应谱法
结构设计系列之振型分解反应谱法 苏义
前言 我国规范对于常规结构设计有两个方法：底部剪力法和振型分解反应谱法。其中，底部剪力法视多质点体系为等效单质点体系，且其地震作用沿高度呈倒三角形分布，当结构层数较高或体系较复杂时，其计算假再用，因部剪时，其计算假定不再适用，因此规范规定底部剪力法仅适用于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。因此，一般结构均采用振型分解反应谱法。
振型分解反应谱法的基本步骤： 通过体系的模态分析，求出多自由度体系的振型通过体系的模态分析求出多自由度体系的振型向量、参与系数等等；然后把每个振型看作单自由度体系，求出其在规定反应谱的地震加速度作用下产生的地震效应；最后把所有振型的地震效应式进行叠，得到体系震应应按一定方式进行叠加，就会得到体系地震效应的解。 注意 注意： 振型分解反应谱法只适用于弹性分析，对于弹塑性体系，由于力与位移不再具有对应关系，性体系，由于力与位移不再具有一一对应关系， 该法不再适用。
目录 一模态分析二 反应谱分析 三 振型组合方法 四 方向组合方法
一、模态分析 模态分析也被称作振型叠加法动力分析，是线性体系地震分析中最常用且最有效的方法。它最主要的 优势在于其计算一组正交向量之后，可以将大型 整体平衡方程组缩减为相对数量较少的解耦二阶平解阶微分方程，这样就明显减少了用于数值求解这些 方程的计算时间。模态分析为结构相关静力分析 提供相关结构性能，包括结构静力地震作用分析 和静力风荷载分析。 模态分析是其它动力分析的基础，包括反应谱分析和时程分析。
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系
今天这篇文章的由头，完全是因为前天晚上的一个疑问：01版抗规中的设计基本地震加速度-----“、。。。”等。既然规范里有数据，为什么又不参与计算？列出以上数据的意义是什么呢？这些东西和水平地震影响系数又是怎么样个关系呢？找遍网络与现有书籍，无此解释，只好自力更生，艰苦奋思。谁知越牵越多，牵出好多东西。先从这个疑问总结吧。 一、关于设计基本地震加速度 关于设计基本地震加速度的意义所在，我翻遍手头的所有资料发现最好还是从89与2001及2010几版抗规的对比中寻找解释，列表如下： 可以看出，89版抗规中并没有设计基本地震加速度这项定义，此定义完全是01版的新生事物。意义到底何在？意义就在于对地震影响的表征。89版采用的是设防烈度对地震影响进行表征。而在01及10版的抗规中，对地震影响的表征，已经舍去了设防烈度，进而采取“设计基本地震加速度、设计特征周期”。 此做法优点何在？第一，设防烈度的划分标准偏于现象，改用设计基本地震加速度后，可以用具体参数来表征地震影响-----更科学、更“规范”，我想这是那些规编们最看重的一点优势；第二，采用设计基本地震加速度后，可以清楚的表征7度半（）与8度半（）的概念，拓宽了抗震设防烈度的概念-----更“延伸”；第三，设计基本地震加速度还是根据设防烈度进行分类的，原则上用基本地震加速度去表征与用现象去区分地震影响并不矛盾-----更“统一”。
写到这里，想起了本科毕业时去城乡设计院面试的情景。虽然一晃六年过去了，那时的情景还是历历在目。面试我的那老总，坐在宽大的老板桌后面，他问的我那几个都会的问题由于时间久远都记不得了，只是那个没答的问题让我记忆犹新，“咱这儿的设计基本地震加速度是多少？”坏菜，那会儿的我刚出校门，这名词依稀在考试中见过两次而已，当即败下阵来。要是换成今天？可惜世上没有后悔药。 设计基本地震加速度——相应于设防烈度的地震地面运动峰值加速度，即为50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值 二、关于地震影响系数 地震影响系数的由来： 不管是底部剪力法，还是振型分解反应谱法，结构总水平地震作用标准值的根本计算方法，始终是牛顿第二定律的变体：F=αG 以上公式的α即为地震影响系数，其实就是加速度除以了一个小 g（重力加速度）；G为质点的重量。 对于初学者来说，上面的公式虽然简单，但一上来还是不容易看透本本质。其实，如果把F=αG中的α乘以一个g，同时G除以一个g，这不就是经典的牛顿第二定律吗，此时的我不禁想起一句话：抗震恒永久，牛二永流传。（牛二：牛顿第二定律——在加速度和质量一定的情况下，物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比。加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第二运动定律可以用比例式来表示，即或；也可以用等式来表示，即F=kma，其中k是比例系数；只有当F以牛顿、m以千克、a以m/s2为单位时，F=ma成立。） 最后总结一句话：地震影响系数来源于牛二。 知道了地震影响系数的由来，下面顺藤摸瓜，就要总结一下α（地震影响系数）的定义公式。 α（T）= K ×β（T）， 公式里有三个系数
设计基本地震加速度结构设计
设计基本地震加速度结构设计 1建筑设计 1.1工程概况 建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题，着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等，创造出既美观又实用的建筑。 建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调，以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。 本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，这种结构形式强度高，整体性好，刚度大，抗震性好，开窗自由。 设计标高：室内外高差：450mm。 地震烈度：6度，设计基本地震加速度为0.05g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组。 耐火等级：二级。 =0.60kN/m2。 基本风压：ω 雪压：0.20 kN/m2，地面粗糙度类别为B类。 不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0 kN/m2，教室楼面活荷为2.0 kN/m2，楼梯活荷载为3.50kN/m2。 1.2 总平面布局和平面功能分区 1.2.1 总平面布局
该建筑物总长度为87.6m，总宽度为17.7m，总高度为18.45m，共五层，总建筑面积为7752m2，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。 图1.1 建筑平面图 1.2.2 平面功能分区 根据设计资料的规划要求，本办公楼建筑要求的主要功能有：门卫室，办公室，会议室，男女厕所等。 （1）使用部分的平面设计 使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为办公楼，主要使用房间为办公室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表： 表1-1 序号房间名称数量单个使用面积 1 办公室79 52.45 2 会议室 5 65.53 3 办公设备用房 5 65.53 4 门房 1 25.36 5 男女厕所10 20.04 (2)窗的大小和位置 房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗
Ansys谱分析实例地震位移谱分析
二．地震位移谱分析 如图所示为一板梁结构，试计算在Y方向地震位移谱作用下的构件响应情况。板梁结构相关参数见下表所示。 相应谱 板梁结构 (模型图) 进行题目2的分析。第一步是建立实体模型（如图4），并选择梁单元和壳单元模拟梁
和板进行求解。建此模型并无特别的难处，只要定义关键点正确，还有就是在建模过程当中注意对全局坐标系的运用，很容易就能做出模型。 此题的难点在于对梁和板的分析求解。进行求解，首先进行的就是模态分析，约束好六条梁，就可以进行模态的分析求解了。模态分析后，相应的就进行频谱分析，在输入频率和位移后开始运算求解。此后进行模态扩展分析，最后进行模态合并分析。分析完后，再对结果进行查看。通过命令Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution查看节点位移结果、节点等效应力结果（图5）及反作用力结果（图6）。通过图片我们看清晰的看到梁和板的受力情况及变形情况，在板与梁的连接处，板所受的应力最大，这些地方较容易受到破坏，故可考虑对其进行加固。而梁主要是中间两层变形较大，所以在设计时应充分考虑材料的选用及直径的大小。 1.指定分析标题 1．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框。 2．在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“CH”，为本分析实例的数据库文件名。单击对话框中的“OK”按钮，完成文件名的修改。 3．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框。 4．在Enter new title (输入新标题)文本框中输入文字“response analysis of a beam-shell structure”，为本分析实例的标题名。单击对话框中的“OK”按钮，完成对标题名的指定。
振型分解反应谱法知识讲解
振型分解反应谱法
振型分解反应谱法 振型分解反应谱法是用来计算多自由度体系地震作用的一种方法。该法是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理，求解各阶振型对应的等效地震作用，然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合，从而得到多自由度体系的地震作用效应。振型分解反应谱法一般可考虑为计算两种类型的地震作用：不考虑扭转影响的水平地震作用和考虑平扭藕联效应的地震作用。 适用条件 （1）高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法计算。（此为底部剪力法的适用范围） （2）除上述结构以外的建筑结构，宜采用“振型分解反应谱法”。 （3）特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析法进行补充计算。 刚重比 刚重比是指结构的侧向刚度和重力荷载设计值之比，是影响重力二阶效应的主要参数 刚重比=Di*Hi/Gi Di-第i楼层的弹性等效刚度，可取该层剪力与层间位移的比值Hi-第i楼层层高
Gi-第i楼层重力荷载设计值 刚重比与结构的侧移刚度成正比关系；周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化，从而影响到刚重比。因此调整周期比时应注意，当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时，应采用加强刚度的方法；当某主轴方向刚重比大于规范限值较多时，可采用削弱刚度的方法。同样，对刚重比的调整也可能影响周期比。特别是当结构的周期比接近规范限值时，应采用加强结构外围刚度的方法规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。见高规5.4.1和5.4.2及相应的条文说明。刚重比不满足规范上限要求，说明重力二阶效应的影响较大，应该予以考虑。规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大，避免结构的失稳倒塌。见高规5.4.4及相应的条文说明。刚重比不满足规范下限要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小。但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。 长细比 长细比=计算长度/回转半径。 所以很显然，减小计算长度或者加大回转半径即可。 这里需要注意的是，计算长度并非实际长度，而是实际长度乘以长度系数，长度系数则与柱子两端的约束刚度有关。说白了就是
地震峰值加速度与烈度对照表
地震峰值加速度与烈度对照表 震反应 谱：在 给定的地震输入下，不同固有周期的地层或结构物将有不同的振动位移反应，这种反应的时程曲线是由多种频率成分组成的振动曲线，叫谱取对应于不同固有周期的位移时程曲线的最大值作为纵座标，取所对应的固有的周期为横座标，由此绘成曲线，供抗震设计中选用在设计周期下的相应振动幅值。 所谓地震反应谱，就是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）之间的函数关系。 由于地震的作用，建筑物产生位移、速度和加速度。人们把不同周期下建筑物反应值的大小画成曲线，这些曲线称为反应谱。 一般来说，随周期的延长，位移反应谱为上升的曲线；速度反应谱比较恒定；而加速度的反应谱则大体为下降的曲线。一般说来，设计的直接依据是加速度反应谱。加速度反应谱在周期很短时有一个上升段（高层建筑的基本自振周期一般不在这一区段），当建筑物周期与场地的特征周期接近时，出现峰值，随后逐渐下降。出现峰值时的周期与场地的类型有关：I类场地约为0．1～0．2s；Ⅱ类场地约为0．3～0．4s；Ⅲ类场地约为0．5～0．6s；Ⅳ类场地约为0．7～1．0s； 建筑物受到地震作用的大小并不是固定的，它取决于建筑物的自振周期和场地的特性。
一般来说，随建筑物周期延长，地震作用减小。 衡量地震作用强烈程度目前常用地面运动的最大加速度Amax作为标志，它就是建筑物抗震设计时的基础输人最大加速度，其单位为重力加速度g（9．81m/s)或Gal（gal＝10mm/s），大体上，7度相当于最大加速度为l00Gal，8度相当于200Gal，9度相当于400Gal。 在地震时，结构因振动面产生惯性力，使建筑物产生内力，振动建筑物会产生位移、速度和加速度。地震力大小与建筑物的质量与刚度有关。在同等的烈度和场地条件下，建筑物的重量越大，受到地震力也越大，因此减小结构自重不仅可以节省材料，而且有利于抗震。同样，结构刚度越大、周期越短，地震作用也大，因此，在满足位移限值的前提下，结构应有适宜的刚度。适当延长建筑物的周期，从而降低地震作用，这会取得很大的经济效益。 但是，从世界范围来说，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发震的规律，地震预报主要是根据多年积累的观测资料和震例而作出的经验性预报，因此，不可避免地带有很大局限性。目前的地震预报水平和现状，大体可这样概括：人们对地震孕育发生的原理、规律有所认识，但还没有完全认识；能够对某些类型的地震作出一定程度的预报，但还不能预报所有的地震；做出的较大时间尺度中长期预报有一定的可信度，但短临预报的成功率还相对较低，特别是临震预报。 地震动峰值加速度：与地震动加速度反应谱最大值相应的水平加速度。g：重力加速度，地震时地面运动的加速度。可以作为确定烈度的依据。在以烈度为基础作出抗震设防标准时,往往对相应的烈度给出相应的峰值加速度。
反应谱和傅里叶谱+地震波选取
【拓展知识1-2】功率谱，反应谱和傅里叶谱，地震波选取，地震持续时间确定功率谱 功率谱是功率谱密度函数的简称。对于一般情况的随机振动，其时间历程具有明显的非周期性，具有连续的多种频率成分，每种频率有对应的功率或能量，用图像来表示这种关系，称为功率在频率域内的函数，简称功率谱密度。加速度功率谱是对地震动加速度时程进行快速傅里叶变换（FFT）得到的[1]。 对于非平稳随机过程，功率谱密度的单位是G的平方/频率。G指的是随机过程。 对于加速度功率谱，加速度的单位是m/s2，则功率谱密度的单位是（m/s2）2/Hz，Hz的单位是1/s，故加速度功率谱密度的单位为m2/s3。加速度功率谱密度函数曲线下方的面积代表随机加速度的总方差，即加速度功率谱可以理解为“随机加速度方差的密度分度”。 参考文献 [1] 庄表中. 随机振动入门.科学出版社，1981. 反应谱和傅里叶谱 反应谱（earthquake response spectrum），是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）之间的函数关系。 反应谱是地震工程中分析结构和设备在地震中的性能的非常有用的工具，因为许多主要表现为简单的振荡器(也称为单自由度系统)。因此，如果能找出结构的固有频率，那么建筑的峰值响应可以通过从地面响应谱中读取相应频率的值来估计。在地震区域的大多数建筑规范中，这个值构成了计算结构必须抵抗的力的基础(地震分析)。如前所述，地面响应谱是在地球自由表面所做的响应图。如果建筑物的响应与地面运动(共振)的组成部分“协调”，可能会发生重大的地震破坏，这些成分可以从响应谱中识别出来。 傅里叶谱，全称为傅里叶振幅谱。地震波是在时间上连续的随机过程，地震
地震峰值加速度与烈度对照表
地震峰值加速度与烈度对照表
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地震峰值加速度与烈度对照表 地震反应谱:在给定的地震输入下,不同固有周期的地层或结构物将有不同的振动位移反应，这种反应的时程曲线是由多种频率成分组成的振动曲线,叫谱取对应于不同固有周期的位移时程曲线的最大值作为纵座标，取所对应的固有的周期为横座标,由此绘成曲线，供抗震设计中选用在设计周期下的相应振动幅值。 所谓地震反应谱,就是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)之间的函数关系。 由于地震的作用，建筑物产生位移、速度和加速度。人们把不同周期下建筑物反应值的大小画成曲线，这些曲线称为反应谱。 一般来说,随周期的延长，位移反应谱为上升的曲线；速度反应谱比较恒定;而加速度的反应谱则大体为下降的曲线。一般说来,设计的直接依据是加速度反应谱。加速度反应谱在周期很短时有一个上升段（高层建筑的基本自振周期一般不在这一区段),当建筑物周期与场地的特征周期接近时，出现峰值，随后逐渐下降。出现峰值时的周期与场地的类型有关:Ｉ类场地约为<0.０ ５ 0.05 0．1 0．15 ０.2 0.3 ≥0.4 <Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅷ ≥Ⅸ
0．1～0.2s；Ⅱ类场地约为0．３～0．4ｓ;Ⅲ类场地约为0．5～0．６s；Ⅳ类场地约为0.7~１．0ｓ； 建筑物受到地震作用的大小并不是固定的,它取决于建筑物的自振周期和场地的特性。一般来说,随建筑物周期延长,地震作用减小。 衡量地震作用强烈程度目前常用地面运动的最大加速度Amax作为标志，它就是建筑物抗震设计时的基础输人最大加速度,其单位为重力加速度g(9.81m／s)或Ｇal（gal=１0mm/s)，大体上,7度相当于最大加速度为l0０Ｇａl，8度相当于200Ｇal，9度相当于4０0Ｇａl。 在地震时，结构因振动面产生惯性力，使建筑物产生内力,振动建筑物会产生位移、速度和加速度。地震力大小与建筑物的质量与刚度有关。在同等的烈度和场地条件下,建筑物的重量越大，受到地震力也越大,因此减小结构自重不仅可以节省材料,而且有利于抗震。同样，结构刚度越大、周期越短，地震作用也大，因此，在满足位移限值的前提下，结构应有适宜的刚度。适当延长建筑物的周期,从而降低地震作用,这会取得很大的经济效益。 但是,从世界范围来说，地震预报仍处于探索阶段,尚未完全掌握地震孕育发震的规律,地震预报主要是根据多年积累的观测资料和震例而作出的经验性预报,因此，不可避免地带有很大局限性。目前的地震预报水平和现状，大体可这样概括:人们对地震孕育发生的原理、规律有所认识,但还没有完全认识；能够对
Ansys谱分析实例地震位移谱分析
二.地震位移谱分析 如图所示为一板梁结构，试计算在丫方向地震位移谱作用下的构件响应情况。板梁结构相关参数见下表所示。 板梁结构几何参数和材料参数 相应谱 板梁结构 （模型图） 进行题目2的分析。第一步是建立实体模型（如图4）,并选择梁单元和壳单元模拟梁和板进行求解。建此模型并无特别的难处，只要定义关键点正确，还有就是在建模过程当中注意对全局坐标系的运用，很容易就能做出模型。 此题的难点在于对梁和板的分析求解。进行求解，首先进行的就是模态分析，约束好六条梁，就可以进行模态的分析求解了。模态分析后，相应的就进行频谱分析，在输入频率和位移后开始运算求解。此后进行模态扩展分析，最后进行模态 合并分析。分析完后，再对结果进行查看。通过命令Ma in Me nu>Ge neral Postproc>List Results>Nodal Solution查看节点位移结果、节点等效应力结果（图 5）及反作用力结果（图6）。通过图片我们看清晰的看到梁和板的受力情况及变形情况，在板与梁的连接处，板所受的应力最大，这些地方较容易受到破坏，故可考虑对其进行加固。而梁主要是中间两层变形较大，所以在设计时应充分考虑材料的选用及直径的大小。 1. 指定分析标题
1. 选取菜单路径Utility Menu | File | Cha nge Job name,将弹出Cha nge Job name 修改文件名）对话框。 2. 在En ter new job name输入新文件名）文本框中输入文字“ CH”，为本分析实例的数据库文件名。单击对话框中的“ 0K按钮，完成文件名的修改。 3. 选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title （修改标题）对话框。 4 .在Enter new title （输入新标题）文本框中输入文字“ response analysis of a beam-shell structure，为本分析实例的标题名。单击对话框中的“ 0K按钮，完成对标题名的指定。 2. 定义单元类型 1 .选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete 将弹出Element Types单元类型定义）对话框。单击对话框中的“ ADD??”按钮，将弹出Library of Element Types （单元类型库）对话框。 2. 在左边的滚动框中单击“ Structural SheII”，选择结构壳单元类型。在右边的滚动框中单击“ Elastic 4node 63”，使其高亮度显示，选择 4 节点弹性壳单元。在对话框中单击“ APPLY按钮，完成对这种单元的定义。 3. 接着继续在Library of Element Types （单元类型库）对话框的左边滚动框中单击“Structural Beam”，在右边的滚动框中单击“ 3D elastic 4，使其高亮度显示， 选择3维弹性梁单元。单击对话框中的“ OK按钮，完成单元定义并关闭Library of Element Types仲元类型库）对话框。单击Element Types单元类型定义）对话框中的“ CLOSE“按钮，关闭对话框中，完成单元类型的定义。 3. 定义单元实常数 1 .选取菜单途径Main Menu | Preprocessor | Real Constan，将弹出Real Constants （实常数定义）对话框。单击对话框中的“ADD??”按钮，将弹出Element Type for Real Constants （选择定义实常数的单元类型）对话框。 2. 在选择单元类型列表框中，单击“ Type 1 SHELL63 ”使其高亮度显示，选择第一类单元SHELL63。然后单击该对话框中的“ OK按钮，将弹出Real Constant Set Number1,for SHELL63 （为SHELL63单元定义实常数）对话框。 3. 在对话框中的Shell thickness at node I TK（I）（壳的厚度）文本框中输入2E-3,定义板壳的厚度为2E-3 m。 4. 其余参数保持缺省。单击按钮，关闭Real Constants Set Number 1，for SHELL63（单元SHELL63的实常数定义）对话框。完成对单元SHELL63实常数的定义。 5. 重复步骤2 的过程，在弹出的Element Type for Real Constants 选（择定义实常 数的单元类型）对话框的列表框中单击“ Type 2 BEAM4” ，使其高亮度显示。然 后单击按钮，将弹出Real Constant Set Number 2,for BEAM4为BEAM4 单元定义实常数）对话框。 6. 在对话框中的文本框中分别输入下列数据：AREA为，IZZ和IYY分别为16E-12，9E-12, TKZ 和TKY 分别为3E-3, 4E-3。 7. 单击“ OK” 按钮，关闭Real Constant Set Number 2,for BEAM4 伪BEAM4 单 元定义实常数）对话框。单击“ CLOS”E 按钮，关闭对话框。 4. 指定材料特性 1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Model，s 将弹出Define Material Model Behavior （材料模型定义）对话框。 2. 依次双击Structural, Lin ear , Elastic和Isotropic,将弹出1号材料的弹性模量EX
抗震设计中反应谱的应用
抗震设计中反应谱的应用 一．什么是反应谱理论 在房屋工程抗震研究中，反应谱是重要的计算由结构动力特性所产生共振效应的方法。它的书面定义是“在给定的地震加速度作用期间内，单质点体系的最大位移反应、速度反应和加速度反应随质点自振周期变化的曲线。用作计算在地震作用下结构的内力和变形”，反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性（自 振周期、振型和阻尼）所产生的共振效应，但其计算公式仍保留了早期静力理论的形式。地震时结构 所受的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为： FEK = kβ(T)G 式中，k为地震系数，β(T)则是加速度反应谱Sa(T)与地震动最大加速度a的比值，它表示地震 时结构振动加速度的放大倍数。 β(T)=Sa(T)/a 反应谱理论建立在以下基本假定的基础上：1)结构的地震反应是线弹性的，可以采用叠加原理进行振型组合；2)结构物所有支承处的地震动完全相同：3)结构物最不利地震反应为其最大地震反应：4)地震动的过程是平稳随机过程。 二．实际房屋抗震设计中的应用 为了进行建筑结构的抗震设计，必须首先求得地震作用下建筑结构各构件的内力。一般而言，求解建筑结构在地震作用下构件内力的方法主要有两种，一种是建立比较精确的动力学模型进行动力时程分析计算，这种方法比较费时费力，其精确度取决于动力学模型的准确性和所选取地震波是否适当，并且对于工程技术人员来说，这种方法不易掌握；第二种方法是根据地震作用下建筑结构的加速度反映，求出该结构体系的惯性力，将此惯性力作为一种反映地震影响的等效力，即地震作用，然后进行抗震计算，抗震规范实际上采用了第二种方法，即地震作用反应谱法。实践也证明此方法更适合工程技术人员采用。 由于目前抗震规范中的地震作用反应谱仅考虑结构发生弹性变形情况下所得的反应谱，因此当结构某些部位发生非线性变形时，抗震规范中的反应谱就不能适用，而应采用弹塑性反应谱来进行计算。因此选用合适的弹塑性反应谱并提出适当的地震作用计算方法在我国抗震设计中具有重要的现实意义。弹塑性反应谱种类繁多，主要包括等延性强度需求谱和等强度延性需求谱，其实质是确定强度折减系数R，延性系数μ，以及结构周期T之间的关系。下面就普通房屋设计中的弹塑性反应谱设计来举例说明。 反应谱是指单自由度体系对于某地面运动加速度的最大反应与体系的自振特性(自振周期和阻尼比)之间的函数关系。抗震规范中所采用的弹性反应谱如图1所示?，它是在计算了大量地面运 动加速度的基础上，确定地震影响系数α与特征周期T之间关系的曲线
高层建筑地震作用计算的时域显式随机模拟法
文章编号 5777=4>4?!6758"75=7753=57!"##57<5@774A B587 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室项目 6753e I75 作者简介 苏成 5?4> ! 男 广东潮阳人 工学博士 教授 X=O'+( 0K0J2$^20$/:1,$:0& 收稿日期 675@年3月 35
地震反应谱
地震反应谱及其应用 在地震中，由于建筑物会产生位移、速度和加速度。人们把不同周期下建筑物反应值的大小画成曲线，这些曲线就称为反应谱。在《工程抗震术语标准》（JGJ/T 97-95）中对反应谱的相关描述如下：反应谱，是指在给定的地震震动作用期间，单质点体系的最大位移反应、最大速度反应或最大加速度反应随质点自振周期变化的曲线。设计反应谱，是指结构抗震设计所采用的反应谱。楼面反应谱，是指对于给定的地震震动，由结构中特定高程的楼面反应过程求得的反应谱。反应谱特征周期，是指与设计反应谱曲线下降段起点对应的周期。 在一般条件下，随周期的延长，位移反应谱为上升的曲线；速度反应谱比较恒定；而加速度的反应谱则大体为下降的曲线。一般说来，设计的直接依据是加速度反应谱。加速度反应谱在周期很短时有一个上升段，对于高层建筑其基本自振周期则一般不在这一区段，当建筑物自震周期与场地的特征周期接近时，出现峰值，随后逐渐下降。出现峰值时的周期与场地的类型有关，按照有关规定：I类场地约为0．1～0．2s；Ⅱ类场地约为0．3～0．4s；Ⅲ类场地约为0．5～0．6s；Ⅳ类场地约为0．7～1．0s。
衡量地震作用强烈程度目前常用地面运动的最大加速度Ama x作为标志，它就是建筑物抗震设计时的基础输人最大加速度，其单位为重力加速度g （9.81m/s)。 反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性（自振周期、振型和阻尼）所产生的共振效应。地震时结构所受的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为： F = kβ(T)G 式中，k为地震系数，β(T)则是加速度反应谱Sa(T)与地震动最大加速度a 的比值，它表示地震时结构振动加速度的放大倍数。 β(T)=Sa(T)/a 局限性： 1. 反应谱理论尽管考虑了结构的动力特性，然而在结构设计中，它仍然把地震惯性力作为静力来对待。 2. 表征地震动的三要素是振幅、频谱和持时。在制作反应谱过程中虽然考虑了其中的前两个要素，但始终未能反映地震动持续时间对结构破坏程度的重要影响。 参考文献： 工程结构荷载与可靠度设计原理李国强等编著中国建筑工业出版社