反应谱理论与人工模拟地震波技术简介

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地震反应谱-PPT文档资料

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for k=1:600; t(k)=0.01*k; w=6.283185/t(k);
t_ni=0:0.02:(length(ni)-1)*0.02; Hw=exp(-1*d*w*t_ni).*sin(w*t_ni); y1=conv(ni,Hw).*(0.02*w);y1=max(abs(y1)); c(k)=y1*10; end;plot(t,c,'blue') hold on; d=0.1; for k=1:600; t(k)=0.01*k; w=6.283185/t(k); t_ni=0:0.02:(length(ni)-1)*0.02; Hw=exp(-1*d*w*t_ni).*sin(w*t_ni); y1=conv(ni,Hw).*(0.02*w);y1=max(abs(y1)); c(k)=y1*10; end;plot(t,c,'red');grid on; ylabel('Acceleration(mm/s^2)'); xlabel('T(s)'); title(' NINGHE绝对加速度反应谱'); legend(‘\zeta=0’,’\zeta=0.05’,’\zeta=0.1’)
地震反应谱的意义
地震反应谱表示的是在一定的地震动下结构的最大反应,是 结构进行抗震分析与设计的重要工具。我们可以将具有普遍特性
记录的反应谱进行平均和平滑处理,以用于抗震设计。
地震反应谱的计算方法
反应谱的计算方法涉及到时域分析方法和频域分析方法。 时域分析方法中的Duhamel积分,是现在公认精度最高的方法。
绝对加速度反应谱公式如下:(详细推导见教材P171)
实际结构系统的阻尼比ξ通常都小于0.1

反应谱法的概念

反应谱法的概念

反应谱法的概念
反应谱法是结构工程学中一种用于地震工程分析和设计的方法。

它是基于地震反应谱的特性来评估结构物在地震荷载下的响应。

在地震工程中,地震的震动会导致结构物产生振动,这可能会导致结构的损坏或崩塌。

为了确保结构物的安全性,工程师需要了解结构在地震中的响应情况,并相应地进行设计和加固。

反应谱法通过将地震加速度、速度或位移与结构的响应之间的关系表达为一个函数图谱,称为地震反应谱。

这个谱可以表示在不同地震频率下结构的响应情况。

反应谱的横坐标通常是地震激励的频率,纵坐标表示结构的响应,可以是加速度、速度或位移。

利用反应谱法,工程师可以:
1. 确定结构的设计响应谱:根据预期的地震强度,工程师可以选择适当的地震反应谱作为结构设计的依据,以确保结构在地震中有足够的抗震能力。

2. 进行结构响应预测:通过将结构的振动特性和选定的地震反应谱进行卷积计算,可以预测结构在地震中的响应。

3. 进行结构性能评估:可以通过比较结构的设计响应谱与实际地震反应谱,来评估结构的抗震性能,并确定是否需要加固或维护。

反应谱法的优点在于它提供了一种简便的分析方法,能够在不同频率下评估结构的响应情况。

然而,需要注意的是,反应谱法是一种线性方法,可能无法完全考虑结构的非线性行为,因此在一些情况下,可能需要使用更复杂的非线性分析方法。

拟合水工设计反应谱的人工地震波的生成与Huang变换校正

拟合水工设计反应谱的人工地震波的生成与Huang变换校正
姚 艳 华 , 刚 ,陈 灯 红 彭
( 三峡 大学 土木 水 电学院 , 北 宜 昌 43 0 ) 湖 40 2
摘 要: 据 非平 稳输 入 下建 立 的功 率谱 与均值 反 应谱 之 间的 关 系 , 成 基 于水 工设 计 反 应谱 的人 根 合
工地震 波 , 并对其 幅值 进行 修 正 , 降低 了高频 区误 差作 用。 为 了解 决加 速度 时程 积 分 后 的 速度 、 位
r i h n rn i d u ci n fa c l r t n.Th o s ' ue c n rn i def nci n i e e al an t e i ti sc mo e f n to so c ee a i o e l we tfe i q n y i ti sc mo u to sg n r l y
s i f eo i n i lc me t b an d b n e r l g a c lr t n, h a g t n f r i u e b h f o lc t a d d s a e n ti e y i t ga i c e e ai t v y p o n o t e Hu n r so m s s d t o — a o
t e me n v l eo e d o i g l .T ev lct n ip a e n b a n e b n e r l g t e a c l rt n h a a u rt n f n as h eo i a d d s l c me t ti d y I t g ai c ee ai r s y o n h o
Absr t A to h tc n smu ae e r t u k v a e n t e h drul sg e p ns p c r tac : meh d t a a i lt a h q a e wa e b s d o h y a i de in r s o e s e t c um

反应谱和傅里叶谱+地震波选取

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,地震动记录仪是按照一定的采样频率得到该连续曲线上离散的点,想要还原这个曲线,可以通过解N 元1次方程组,更简洁有效的方式是采用有限傅里叶级数来近似原始的时间历程。

反应谱法的概念

反应谱法的概念

反应谱法的概念反应谱法(Response Spectrum Method)是结构工程中常用的一种分析方法,通过建立结构的加速度-频率响应函数,来对结构在地震作用下的反应进行评估。

它是一种时程分析方法,通过输入合适的地震动输入,模拟结构在地震中的动力响应,并获得结构的最大位移、加速度、剪力等重要指标,以评估结构的抗震性能和结构的安全性。

反应谱法最早由美国地震工程师Nathan M. Newmark在20世纪50年代初提出,是基于结构动力学理论发展而来的一种计算方法。

它是一种简化的分析方法,相比于详细的时程分析,反应谱法考虑了地震波的周期特性和结构的固有特性,能更快速、有效地评估结构在地震中的反应。

反应谱法的核心思想是将地震动输入与结构的动力特性分离开来进行分析。

它假设结构的响应与地震输入的频率有关,而与具体的振幅无关。

在反应谱法中,定义结构的反应谱为在不同频率下结构的峰值加速度、速度或位移(或其他重要参数)。

通常,反应谱法的步骤如下:1.选择一组不同频率下的地震波输入。

2.通过动力分析方法(如有限元分析)计算每个地震波输入下结构的动力响应。

3.对每个地震波输入下的结构响应进行峰值提取,并与对应的频率进行对比。

4.根据一系列提取的峰值与频率点,绘制出结构的反应谱曲线。

反应谱曲线可以用于评估结构的抗震性能,并作为结构设计、修正因素以及抗震评估的依据。

反应谱法可以直观地展示不同频率下结构的响应情况,使得工程师能够更好地理解结构的动力性能和瓶颈,并针对性地进行抗震设计和优化。

反应谱法的优点之一是有效地考虑了结构的非线性特性。

由于结构在地震中会发生非线性变形和破坏,传统的弹性分析方法无法准确地预测这些情况。

而反应谱法可以通过选择不同的地震波输入,模拟结构在不同强度和频率的地震下的响应,更好地预测结构的非线性行为。

此外,反应谱法的应用范围广泛。

它可以用于设计新建筑物的抗震性能评估,也可以用于现有建筑物的抗震加固优化。

对人造地震动反应谱求解及拟合的几个相关问题探讨

对人造地震动反应谱求解及拟合的几个相关问题探讨

对人造地震动反应谱求解及拟合的几个相关问题探讨刘帅;潘超;周志光【摘要】为更高效合理地生成与设计反应谱相符的人造地震动信号,本文基于自主开发的地震动信号处理软件EQSignal对人造地震动生成过程中涉及的几个问题进行了探讨,并通过对单自由度简谐共振体系的响应分析,提出了具体的解决建议:①反应谱求解时应该对高频段和低频段分别采用频域传递函数法和逐步积分法求解;②反应谱周期控制点的分布模式也应分段处理,短周期段宜采用对数平均分布,长周期段宜采用线性平均分布,反应谱总周期控制点不宜少于120个;③人造地震动反应谱与设计反应谱拟合的过程中,使用频域方法与时域方法相结合可兼顾效率与收敛性.【期刊名称】《地震学报》【年(卷),期】2018(040)004【总页数】12页(P519-530)【关键词】人造地震动;反应谱;高频响应;谱拟合;地震信号处理【作者】刘帅;潘超;周志光【作者单位】中国杭州310018 浙江理工大学建筑工程学院;中国山东烟台264005 烟台大学土木工程学院;中国上海200092 同济大学结构工程与防灾研究所【正文语种】中文【中图分类】P315.3;TU352.1引言工程结构抗震设计和性能分析过程中经常需要进行结构动力时程分析(Clough et al,1990;胡聿贤,2006;Chopra,2007),地震动输入的选用和确定是结构动力时程分析能否得出合理结果的前提和关键因素之一。

天然地震动资料的缺乏,尤其是工程场地所在地的天然地震动记录几乎不可能获得,致使完全采用天然地震动输入不太现实,也不尽合理(胡聿贤,何训,1986),因此需要生成一些与设计反应谱相符的人造地震动(Tsai,1972;Rizzo et al,1975;郭子雄,王妙芳,2006)来作为动力时程分析的输入。

人造地震动的生成过程主要涉及地震波反应谱的求解和拟合两个关键因素(胡聿贤,2006;大崎順彦,1980),不足之处就是对于本文分析的几个问题均没有给出定量的参数取值要求和具体的算法选用策略。

反应谱理论与人工模拟地震波技术简介

反应谱理论与人工模拟地震波技术简介

承载力 伊a 7 1 4
6 6 2
最大应变/ % 0 042 8
0 0 64 9
最大剪应力/ a MP 10 6
f 0 6 】0 0 0 4 0 0 ( 0 0, ) 5 0 0 6 0 0 )( 8 0 ) 4 ( 0
3 结 语
『 ] 东 生 . 斯 抽 排 技 术 治 理 本 煤 层 采 空 区 瓦 斯 涌 出 的 实践 2汪 瓦
[]煤矿安 全,0 6 1 :31 . J. 2 0 ( ) 1—5 [] 3 张敦伍 , 任胜杰 . 瓦斯抽排钻 孔防偏斜 实践 [] 矿 业安全与环 J.
保 ,0 5 8 : 76 . 2 0 ()6 —8
l l , , l 9 8 7
6 5 4 3 2 , 0 0 0 O 0 0 0 O O O 0 0 0 O 0 0
呲 呲 + 咂 十 + 旺 +
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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

( )㈣
l 2( l )
Z ‘
2 3 计算 结果 分析 .
通 过数值模拟和试验得到瓦斯管承载力等数值如表 2所示 。
表 2 数 值 模 拟 和 试 验 结 果
研究方法 数值模拟
室 内 试 验
f X 140 )( 0
0 0 0060 0 9 DI ILA(EM E S 、 T 0 ( 0 8 f MA( I ) ∞ 8 J ; TUIE ) ( 瑚 0 00 )( 8 TI ME l 0 0 0 ( n) )( 0
b)
[] 4 刘克功 , 范再 良, 赵新 华. 采空 区瓦斯抽 排法 治理综放 面 瓦斯 超限[]煤 ,9 82 :85 . J 19 ( )4 —0

反应谱生成人工地震波

反应谱生成人工地震波

反应谱生成人工地震波一、软件SIMQKE_GR使用说明1.先安装程序2.使用方法双击,打开程序,可以得到如图1界面。

图1 程序开始界面如图1所示,由于程序本身提供的反应谱是适用于欧洲规范的,不适合于我国的规范反应谱,因此不能通过调整参数来获得符合我国规范的反应谱。

可以采用导入的方法来输入反应谱。

3.点击菜单栏“file”—“Import spectra data”,出现打开对话框,如图2所示,要求打开一个已经存在的反应谱文件(如 1.srf)。

图2 导入反应谱文件对话框4.文件格式如下所示(红字部分不能修改,注意反应谱单位为g),下面部分可以替换。

response spectrumtime(s) acc(g)0 0.12150.01 0.136350.02 0.15120.03 0.166050.04 0.18090.05 0.195750.06 0.21060.07 0.225450.08 0.24030.09 0.255150.1 0.270.15 0.270.2 0.270.25 0.270.3 0.270.35 0.270.4 0.270.45 0.270.5 0.2430.6 0.20250.7 0.173571429 0.8 0.1518750.9 0.1351 0.12151.1 0.110454545 1.2 0.101251.3 0.093461538 1.4 0.086785714 1.5 0.0811.6 0.0759375 1.7 0.071470588 1.8 0.06751.9 0.0639473682 0.060752.1 0.057857143 2.2 0.055227273 2.3 0.052826087 2.4 0.050625 2.5 0.04862.6 0.046730769 2.7 0.0452.8 0.0433928572.9 0.0418965523 0.04053.1 0.039193548 3.2 0.03796875 3.3 0.036818182 3.4 0.035735294 3.5 0.034714286 3.6 0.033753.7 0.032837838 3.8 0.0319736843.9 0.0311538464 0.0303754.1 0.029634146 4.2 0.028928571 4.3 0.028255814 4.4 0.027613636 4.5 0.0274.6 0.026413043 4.7 0.025851064 4.8 0.02531255 0.02435.1 0.023823529 5.2 0.023365385 5.3 0.022924528 5.4 0.02255.5 0.022090909 5.6 0.021696429 5.7 0.021315789 5.8 0.0209482765.9 0.020593226 0.020256.1 0.019918033 6.2 0.019596774 6.3 0.019285714 6.4 0.018984375 6.5 0.018692308 6.6 0.018409091 6.7 0.018134328 6.8 0.0178676476.9 0.0176086967 0.0173571437.1 0.017112676 7.2 0.016875 7.3 0.016643836 7.4 0.016418919 7.5 0.01627.6 0.015986842 7.7 0.015779221 7.8 0.0155769237.9 0.0153797478 0.01518758.1 0.0158.2 0.014817073 8.3 0.014638554 8.4 0.014464286 8.5 0.014294118 8.6 0.014127907 8.7 0.013965517 8.8 0.0138068188.9 0.0136516859 0.01359.1 0.013351648 9.2 0.0132065229.4 0.0129255329.5 0.0127894749.6 0.012656259.7 0.0125257739.8 0.0123979599.9 0.01227272710 0.01215选择桌面上的“1.srf”文件,打开后的程序界面如图3所示:图3 打开反应谱文件1.srf文件后的程序界面点击图3中的“SIMQKE”按钮,得到如图4所示的界面。

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第33卷第26期·106·2007年9月山西建筑
SHANXIARCHITECTURE
Vd33No.26
Sep.2007
文章编号:1009—6825{2007)26—0106—03
反应谱理论与人工模拟地震波技术简介
邱玉国王玉富
摘要:介绍了反应谱理论的发展历程和国内外研究现状,分析了研究问题的思路,指出了利用反应谱理论来解决实际工程时遇到的问题,并简单介绍了国外对人工模拟地震波技术的应用和研究,为抗震理论提供了参考依据。

关键词:反应谱理论,地震波,随机振动,非弹性地震波
中图分类号:TU352文献标识码:A
1概述
反应谱理论是建筑结构抗震设计的重要理论基础之一。

从20世纪50年代开始,反应谱理论逐渐成为结构抗震设计的重要方法,经过50多年的发展,目前这种方法已经为世界上大多数国家的设计规范所采用。

但是,由于地震产生机理和作用效果的复杂性,采用反应谱理论进行分析和设计与工程实践还存在很多与实际不相符合之处。

此外,对于反应地震重要特性的时间问题,反应谱法也无能为力。

人工模拟地震波技术是近年来才发展起来的一项新的结构抗震设计的技术手段,目前主要用于计算机模拟和特别重要结构模型的振动台试验。

它能够通过模拟地震波的特性来用于对结构进行时程分析,是~种新兴的、具有革命性意义的试验手段。

图2数值模拟结果2.3计算结果分析
通过数值模拟和试验得到瓦斯管承载力等数值如表2所示。

表2数值模拟和试验结果
I研究方法承载力仆但a最大应变/%最大剪应力/SPaI数值模拟7.14O.0842160室内试验6.620.0964
3结语
通过对丁集煤矿瓦斯管材质和整体抗外压的试验研究以及数值模拟分析,可以获得如下重要结论:
1)通过对管材材质的试验研究表明:工作管材质采用Q345,尺寸为柘30rfllTl×14inln,能够满足强度和稳定性要求。

2)瓦斯管整体抗外压试验结果表明:工作管抗外压承载力为6,62MPa;通过大变形有限元数值计算,采用变形稳定性控制其承载力,结果为7.14MPa,两者数值十分接近,说明用文中方法模拟大直径瓦斯管的承载力是可行的。

参考文献:
[1]李正来.瓦斯抽排钻孔定向技术的改进[J].安徽科技,2006(3):49—50.
[2]汪东生.瓦斯抽排技术治理本煤层采空区瓦斯涌出的实践[J].煤矿安全,2006(1):13—15.
[3]张敦伍,任胜杰.瓦斯抽排钻孔防偏斜实践[J].矿业安全与环保,2005(8):67—68.
[4]刘克功,范再良,赵新华.采空区瓦斯抽排法治理综放面瓦斯超限[J].煤,1998(2):48—50.
Studyingonradialstabilitynumericalsimulationoflargepipeinmine
TONGWen-lin
Abstract:TheexperimentalandvaluesimulationmethodshavestudiedtheDingiicoalminelargediametergastubeundermechanicscharacter—istie.Resultindicated:thelargediametergastubeispresentedstabilityfailuremodelinencirclespressesshape,itssafetyfactorreaches3.0,itisdesignthelargediametergastubeandtheconstructpmvidesthereference.
Keywords:largediametergastube,experimentalinlab,numericalsimulation,stabilityfailuremodel
收稿日期:2007.04.06
作者简介:邱玉国(1973。

),男,工程师,辽宁工程技术大学软件学院,辽宁阜新123000
王玉富(1970.),男,工程师,中铁十九局集团第三工程有限公司,辽宁辽阳111000
反应谱理论与人工模拟地震波技术简介
作者:邱玉国, 王玉富, QIU Yu-guo, WANG Yu-fu
作者单位:邱玉国,QIU Yu-guo(辽宁工程技术大学软件学院,辽宁,阜新,123000), 王玉富,WANG Yu-fu(中铁十九局集团第三工程有限公司,辽宁,辽阳,111000)
刊名:
山西建筑
英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE
年,卷(期):2007,33(26)
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2.朱珊.尹新生.ZHU Shan.YIN Xin-sheng反应谱理论及其应用[期刊论文]-山西建筑2007,33(9)
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本文链接:/Periodical_shanxjz200726064.aspx。

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