时程分析地震波选取问题

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桥梁动力时程分析中地震波的选用

桥梁动力时程分析中地震波的选用
计规 范的 5 12 .. 条文说明可知, 如果输入至少两条实际记 录的地震 震设计细则》 5 23条可知, 第 .. 设计加速度反应谱特征周期为 = 波和一条人工模拟 的加速度 时程 曲线 , 计算 的平 均地震效应 值是 0 4 。那 么如何计 算实录地震 波 的特征周 期 , .5s 我们 知道地 震动 可靠 的。现就对如何选取符合本桥的两个实录波进行讨论 。 幅值 包括速度 、 加速 度和 位移 的峰值 、 最大 值或 者某种 意义 上 的
有效值 。地面运 动强烈 程度最直观的描述 参数是 速度 峰值 P V G、 加速度峰值 P A和位移峰值 P D, 国 JG TB 20 —0 8公路 G G 我 T / 0 — 120
桥梁抗震设计细则采用峰值加 速度 P A, 于本 桥 , E G 对 在 2地震 作 用下 , 时程分析所用地震加速度时程 曲线 的最大值 :
值速度 的定义 , 阻尼 比为 5 将 %的加 速度 反应 谱 在周 期 0 1s . ~
05S 间平均为一常数 S , . 之 。速度反应谱在 1s 周期附近平均为一
否 否
先计算 E A,P P EV
据 此计 算

并比较
- - -




一——= 二—! l —]夏二 — 一 持时 判断
— —
厂 甬薛福
与设计反应谱 分析结果比较 是
地震基本烈度 为 8度 , 震动峰值 加速 度为 0 2 g 场地土类别 为 地 .0 , Ⅲ类 。根据《 公路桥梁抗震设计细则》 3 1 , 的 . 条 本桥抗震设防类别
PG =C C Cd A i A= 1 3×1 2×1 0×0 2×9. . . . . 8:3 0 7 6 m/ .5 s。

谈时程分析中地震波的选取

谈时程分析中地震波的选取

第43卷第14期山西建筑Vol.43No.142 0 1 7 年 5 月SHANXI ARCHITECTURE May.2017 • 41 •文章编号:1009-6825 (2017)14-0041-03谈时程分析中地震波的选取赵婷婷谭军金春峰(中电投工程研究检测评定中心,北京100142)摘要:介绍了地震动的主要特性及结构抗震设计中需考虑的要素,并分析了人工合成地震波的原因及方法,归纳了时程分析中 几种地震波的选用原则,给出了时程分析中地震波选取的最优方案。

关键词:时程分析,地震波,地震动,反应谱中图分类号:T U311.3 文献标识码:A〇引言地震是一种严重的自然灾害,抗震设防是有效减轻震害的 途径,而抗震设防的首要任务就是地震动的输人。

影响地震的因素有断层位置、震中距、波传递途径的地质条件、板块运 动形式、场地土构造和场地类别等。

在不同的地震作用下,不 同场地得到的地震记录具有较大的区别,即使在同一次地震作用下,同一场地得到的地震记录也不尽相同。

因此,对未来 的地面运动进行准确地预见是很难实现的。

在进行结构时程分析时,对同一结构输人不同的地震波,所得到的计算结果相差甚远。

因此,选择合理的地震波是保证时程分析中计算结果可靠的必要条件。

1地震动的主要特性国内外学者的大量研究表明,虽然对未来地震动进行准确的 定量是难以实现的,但只要所选用的地震波的主要参数能够大体 上符合地震动的主要参数,所得到的时程分析结果可以较为真实 地反映出结构在真实地震作用下的地震反应,计算得到的位移及 内力能够满足工程设计对其精度的要求。

地震动有三要素,分别为地震动的幅值、频谱特性和持续时间。

1.1 地震动幅值地震动幅值可以是地震动加速度、速度或位移中三者之一的 峰值或某种意义下的等代值[1],是对地震动强度最为直观的描 述。

加速度峰值(P G A)为加速度时程的最大值,通常为地震动高 频成分的幅值,大量研究表明:由于高频地震波只存在于震源附 近,在传播过程中衰减较快,且与建筑物自振频率相差较大,对建 筑物的影响较小。

弹性动力时程分析中地震波的选取方法研究

弹性动力时程分析中地震波的选取方法研究
51 4 ) 06 1
摘 要 : 建筑结 构进 行 弹性动 力 时程 分析 时 , 了既 能让 设计 人 员易 于操作 , 对 为 又能在 地 震 波 选取
方 面不 失合 理性 , 根据 上 海市 某超 限高层 结构设计 实例 的弹性动 力 时程分析 结果 , 讨 了具 有 实际 探 工程 意 义的选 波方法。研 究表 明 , 无论 是基底 剪 力还 是基 底 弯矩 , 震波三 向输入 的 结构响 应均 比 地
第2 第1 9卷 期
2 1 年 1月 02
河 北 工 业 科 技
He e o r a fId sra ce c n c n lg b i u n l n u til in ea dTeh oo y .
J n 2 1 a. O 2
Ab ta t I lsi t -itr y a ca ay i frb i igsr cu e ,b t a y t p rt n ain l y i v sslc s r c :n ea t i hso y d n mi n lss o ul n tu tr s o h e s Oo eaea d rt ai n wa e ee。 c me d o t
Ke r s:lsi t - it r y a ca ay i;e rh u k v ;slcin y wo d ea t i hso yd n mi n lss a t q a ewa e ee t c me o
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时程分析中地震波选取浅析

时程分析中地震波选取浅析

时程分析中地震波选取浅析通过介绍时程分析法中输入地震波的选择原则、地震动幅值和频率特性等一系列问题,使初学者对输入地震波的选择有初步认识和了解,为以后更深层次的研究打下基础。

标签:时程分析法;地震波选择1、引言随着社会、经济和科技的不断发展以及人口数量的迅速膨胀,高层、超高层以及复杂形状的建筑的数量定会快速增长。

抗震设计规范规定,对于此类重要、复杂并超过规定高度的建筑,其抗震设计中的地震作用计算都要通过时程分析法进行补充验证。

而在时程分析法的计算过程中最重要,最影响地震作用计算结果的莫过于地震波的选取。

所以,本文将从地震波选取原则、地震动幅值、频谱特性、持续时间、地震波数量、地震波转动分量等多个方面对地震波的选取进行浅析。

2、地震波的选取原则时程分析中的地震波如何选取的问题,一直是时程分析法中的一个难点。

在选择地震波输入时,要满足两点要求:1)首先要使选择输入的地震波的某些参数和建筑物所在地的条件相一致。

参数主要包括:场地的土壤类别、地震烈度、地震强度参数、卓越周期和反应谱等。

2)其次还要满足地震活动三要素的要求。

即频谱特性、地震加速度时程曲线持续时间和幅值,选取的地震波中的这三者,要满足相关规定。

相关规定要求:选用数字化的地震波应按照建筑场地类别和设计地震分组进行选取,选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱分析法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。

在统计意义上相符是指:其平均地震影响曲线与振型分解反应谱法所用到的地震影响系数曲线相比,在各个周期点上相差不大于20%。

弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于阵型分解反应谱法计算结果的65%。

多条时程曲线计算结果的结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱计算结果的80%[1]。

3、地震动幅值地震动幅值有两种意义,即可以指地震加速度、位移和速度中的任何一种的最大值,又可以指在某种意义下的等代值。

高层建筑结构时程分析的地震波输入

高层建筑结构时程分析的地震波输入

高层建筑结构时程分析的地震波输入高层建筑结构时程分析是研究高层建筑在地震作用下的动态响应和安全性能的关键手段。

地震波输入的研究是高层建筑结构时程分析的重要环节,对于评估结构的抗震性能具有重要意义。

本文将介绍地震波输入的研究意义和方法,并通过时程分析方法对高层建筑结构进行深入探讨。

高层建筑结构时程分析方法的研究已经取得了许多成果。

然而,在地震波输入方面仍然存在一些不足,包括地震波数据的采集和处理、输入地震波的合理性和代表性等问题。

同时,不同的研究者对于地震波输入的处理方法和选取标准也不尽相同,导致研究结果的可比性受到影响。

地震波输入方法包括地震波的产生、传播及反射等过程。

地震波的产生是由震源通过震源运动方程进行计算得到的。

地震波的传播过程需要考虑地球的分层结构和波在介质中的传播规律。

在地震波反射方面,需要考虑到建筑结构与地面的接触关系以及结构自身的阻尼特性等因素。

根据实际情况,可以选择不同的地震波输入方法,如经验格林函数法、实际地震波法等。

基于地震波输入的数据,可以使用时程分析方法对高层建筑结构的时程进行分析。

时程分析方法是一种直接基于物理原理的计算方法,能够考虑结构的地震响应随时间的变化。

在时程分析过程中,需要将地震波数据输入到结构模型中,并采用合适的边界条件和加载方式进行模拟计算。

常用的时程分析方法包括线性加速度时程分析、速度时程分析和位移时程分析等。

通过对高层建筑结构进行时程分析,我们可以得到结构在地震作用下的动态响应和安全性能。

将时程分析得到的结果进行展示和讨论,可以发现结构在强震作用下的变形、应力和位移等特征,并探讨其变化规律和影响因素。

同时,将时程分析结果与前期文献综述中的研究成果进行比较,可以发现自身研究的不足和需要改进的方向,并探讨其研究价值和应用前景。

本文介绍了高层建筑结构时程分析的地震波输入研究方法和相关概念。

通过时程分析方法,我们可以更加深入地了解高层建筑结构在地震作用下的动态响应和安全性能。

地震波的选取方法

地震波的选取方法

地震波的选取方法2010-10-20 22:32:00| 分类:默认分类|举报|字号订阅建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定,正确选择输入的地震加速度时程曲线,要满足地震动三要素的要求,即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。

频谱特性可用地震影响系数曲线表征,依据所处的场地类别和设计地震分组确定。

这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同,简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。

特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。

加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。

地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。

持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。

持时Td的定义可分为两大类,一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时,即指地震地面加速度值大于某值的时间总和,即绝对值|a(t)|>k*g的时间总和,k常取为0.05;另一类为以相对值定义的相对持时,即最先与最后一个k*amax之间的时段长度,k一般取0.3~0.5。

不论实际的强震记录还是人工模拟波形,一般持续时间取结构基本周期的5~10倍。

说明:有效峰值加速度EPA=Sa/2.5 (1)有效峰值速度EPV=Sv/2.5 (2)特征周期Tg = 2π*EPV/EPA (3)1978年美国ATC-3规范中将阻尼比为5%的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平为Sa,将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱),上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。

上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV,1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。

某高烈度区高层建筑时程分析中地震波的选用分析

某高烈度区高层建筑时程分析中地震波的选用分析

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弹塑性时程分析用地震波选取的基本原则(转载)

弹塑性时程分析用地震波选取的基本原则(转载)

弹塑性时程分析用地震波选取的基本原则地震动具有强烈随机性,分析表明,结构的地震反应随输入地震波的不同而差距很大,相差高达几倍甚至十几倍之多。

故要保证时程分析结果的合理性,必须合理选择输入地震波。

归纳起来,选择输入地震波时应当考虑以下几方面的因素:峰值、频谱特性、地震动持时以及地震波数量,其中,前三个因素称为地震动的三要素。

1、峰值调整地震波的峰值一定程度上反映了地震波的强度,因此要求输入结构的地震波峰值应与设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当,否则应按下式对该地震波的峰值进行调整。

A′(t) = (A′max/Amax) A (t)其中,A′(t) 和A′max分别为地震波时程曲线与峰值,A′max取设防烈度要求的多遇或罕遇地震的地面运动峰值; A (t) 和Amax分别为原地震波时程曲线与峰值。

2、频谱特性频谱即地面运动的频率成分及各频率的影响程度。

它与地震传播距离、传播区域、传播介质及结构所在地的场地土性质有密切关系。

地面运动的特性测定表明,不同性质的土层对地震波中各种频率成分的吸收和过滤的效果是不同的。

一般来说,同一地震,震中距近,则振幅大,高频成分丰富;震中距远,则振幅小,低频成分丰富。

因此,在震中附近或岩石等坚硬场地土中,地震波中的短周期成分较多,在震中距很远或当冲积土层很厚而土质又较软时,由于地震波中的短周期成分被吸收而导致长周期成分为主。

合理的地震波选择应从两个方面着手:1) 所输入地震波的卓越周期应尽可能与拟建场地的特征周期一致。

2) 所输入地震波的震中距应尽可能与拟建场地的震中距一致。

3、地震动持时地震动持时也是结构破坏、倒塌的重要因素。

结构在开始受到地震波的作用时,只引起微小的裂缝,在后续的地震波作用下,破坏加大,变形积累,导致大的破坏甚至倒塌。

有的结构在主震时已经破坏但没有倒塌,但在余震时倒塌,就是因为震动时间长,破坏过程在多次地震反复作用下完成,即所谓低周疲劳破坏。

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性.根据统计分析,烈度每增加一度, k 值大致增加一倍. 地震系数 k 与地震烈度的关系
地震烈度
6
7
8
9
地震系数 k
0.05
0.10
0.20
0.40
另外一个动力系数
β = Sa .. x0 max
它是单质点最大绝对加速度和地面最大加速度的比值,表示的是
质点的最大绝对加速度比地面最大加速度放大了多少倍.它的表达式
间)的地震波.
7. <<抗震规范释.其中有
一条: “时程分析中加速度有效峰值按照规范表 5.1.2-2 中所列地震加
速度最大值采用,即以地震影响系数最大值除以放大系数(约 2.25)得 到.” 这就涉及到地震影响系数α max 是如何取值的. 我们知道水平地震作用的基本公式为
为:
β = 2π 1
T
..
x0
∫t
..
−ζ
x0 (τ )e
2π (T −τ ) T
sin

(t
−τ )dτ
0
T
max
max
它实际上就是就是相对于地面最大加速度的加速度反应谱.我国的规
范取值为 β max = 2.25 .
另外我国规定在第一阶段抗震设计的时候是按照多遇地震承载力验
算,此时的地震系数 k 就取基本烈度的 0.35. 这样就得到了各烈度下,
水平地震影响系数.
水平地震影响系数
地震烈
6
7
8
9

地震系
0.05× 0.35× 2.25 = 0.04
0.1× 0.35× 2.25 = 0.08
0.2 × 0.35× 2.25 = 0.16
0.4 × 0.35× 2.25 = 0.32
数k
现在就明白为什么时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值的
由来.做时程曲线分析的时候,所输入的地震波的峰值应该是
..
F
=
mS a
=
mg (
x0 max )( g
Sa
..
x0
) = Gkβ = αG
max
上式中引入了两个系数 k , β .
其中 k 叫地震系数,表示地震时,地面加速度的大小(相对于加速度
g). 它只于地震的烈度有一定的对应关系,但是地震烈度的大小不仅
取决于地面最大加速度,还决定于地震的持续时间和地震波的频谱特
= 35cm / s 2
= 70cm / s 2
= 140cm / s 2
时程曲线地震加速度时程曲线的最大值
地震烈度
6
7
8
9
地震系数 k 0.05 × 0.35 × g 0.1× 0.35 × g 0.2 × 0.35 × g 0.4 × 0.35 × g
= 0.175m / s 2 = 0.35m / s 2
= 0.7m / s 2
= 1.4m / s 2
= 18cm / s 2
以下文字由 北京首钢设计院 土建室 张渊 总结 在结构进行时程分析时,就会涉及到地震波的选用.地震波选用时应注 意下面一些问题. 1.在地震波选用时所应考虑的因素有:地震动强度,地震波的频谱特性 和地震波的持续时间. 2.地震动强度一般主要由地面运动加速度峰值的大小来反应.地震波 的频谱特性由地震波的主要周期来表示.它受到许多因素的影响,如震 源的特性,震中距离,场地条件等.所以选择地震波时,除了最大峰值加 速度应与建筑地区的设防烈度相对应外,场地条件也要尽量接近,也就 是该地震波的主要周期应尽量接近于建筑场地的卓越周期. 3.常用的地震波有:埃尔森特罗地震波,塔夫特地震波,天津地震波,滦 县地震波.其中,天津地震波适用于软弱场地.滦县地震波坚硬场地,塔 夫特地震波适用于中硬场地, 埃尔森特罗地震波适用于中软场地. 4.当所选择的实际地震记录峰值加速度与建筑地区设防烈度所对于 地加速度峰值不同时,可将实际地震记录的加速度按比例放大或者缩 小来加以修正. 5.另外,对于地震波选择时,原则上应该选用持续时间长的地震波,因为 地震持续时间长时,地震波能量大,结构反应强烈.而且当结构的变形 超过弹性范围时,持续时间长,结构在振动过程中屈服的次数就多,从 而易使结构塑性变形积累而破坏. 6.人工地震波的定义:通过大量实际地震记录的统计, 并且根据随机 振动理论而产生的符合所需统计特征(加速度峰值,频谱特性,持续时
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