反应谱讨论 [复制链接]

这是反应谱的定义的图解。(a)是输入的地震动时程（加速度时程）。(b)是刚性基底的单自度体系，T是单自由度体的自振周期，ξ是阻尼比（这里图示的三个单自由度体的阻尼比是相同的ξ1）。实际上这个刚性基底是水平的，这里是为了图示的方便才画成竖直的。(b)中的三个单自由度体在输入的地震动时程（地震力）的作用下，会和地震动时程发生共振，产生振动。u(t)是指位移。如果单自由体的自振周期和输入的地震动时程的优势频率（或称卓越周期或频率——在富立叶谱中看）接近，那么共振就越大，单自由度体的地震反应就越明显。每个单自由度体都有一个反应的时程（见图c）。实际上反应的时程和输入的地震动时程的长度应是差不多的。图中的输入时程（图a）画得比反应时程（图c）短了。每个单自由度体反应时程的最大值，就是这个单自由度体的反应谱的谱值（见图c和图d）。图（d）是反应谱。把同一阻尼比的不同自振同期的单自由度体的最大反应（反应谱的谱值）连在一起就够成了反应谱。图（d）画出了三个不同阻尼比的三条反应谱。阻尼比越小，反应谱的谱值就越高。真正计算时，是把地震动的加速度时程（实际记录或人工合成）输入到反应谱的公式，然后求出反应谱。地震动时程的是指从地震发生到结束为止所记录的每一时刻的地震动（加速度值）的大小。对于输入的每一时刻的加速度值，单自由度体都会有一个反应的值，从0时刻到结速，会有一系列反应的值（构成了反应的时程）。我们把反应的最大值提出来，做为反应谱的谱值。如果最大值对结构都够不成破坏，那么比它小的值就更不会了。这就是反应谱分析的理念。但反应谱只说明了问题的一半，因为它没有讲持时（地震动时程的长短）对结构反应的影响。所以在结构的抗震设计中除用反应谱分析外，有时还要用时程分析（特别对一些不规则的结构，常同时采用这两种方法）。

讲的通俗易懂了 ddR_+B*H  
但不知道时程分析的主要原因是针对结构什么地方？

对于某一个地震输入时程记录，不同自振频率（给定阻尼比）的体系产生不同的反应。将反应的最大值（包括加速度反应最大值、速度反应最大值和位移反应最大值）与体系自振周期值的对应关系在反应幅值—自振周期坐标平面内用曲线表示出来，即称为地震反应谱。因此地震反应谱可以分为 :Rs% (Z  
加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。

不太清楚，继续研究中

严格来说应称地震动反应谱，不应称地震反应谱。地震动（ground motion）这三个字是从日语引用过来的，它暗指强震记录（加速度时程----acceleration time history）。实际上，一般人们在称呼它时，也不加地震动三个字。如果输入的地震动是实际记录的地震动，那么这些谱称为绝对加速加度反应，相对速度反应谱，相对位移反应谱。这三种反应谱都是直接通过加速度时程计算而来的。当然还有其它形式的反应谱，这里不多说了。对于“时程分析的主要原因是针对结构什么地方”，本人在这方面没太多的理解。对于楼房来说，有时要计算各层顶板的反应时程吧。对于桥梁则更复杂。在我所阅读的文献中，似乎更注重结构的关键部位和重要受力部位。由于本人在这方面的知识太差，不便多说。时程分析实际上是更多地检验结构在地震动作用下的“低周疲痨”现象。而这种特点在反应谱分析中体现不出来。另外，地震动输入的方向不同，对结构的影响是不一样的。有时差别很大。

不同周期，结构没有定。反应谱不和具体结构有关系。

qjppaa666，通过地安全性评价给出的某工程场地的标准反应谱（设计谱）的周期一般是从0.04秒到6秒（特殊情况下可从小于0.04秒到10秒或更长）。通过振型分解得到的结构的固有周期应包括在这一范围内。从这一点上讲，我们不可能说反应谱和和具体的结构没关。反应谱就是用于结构的抗震设计的。当然，对于具体的结构，其质量分布是各不相同的，这点要注意。我们一般提供5%阻尼的反谱，也有多阻尼反应谱。

楼主的理解有问题，反应谱的横坐标是单自由度结构的自振周期，纵坐标是结构在地震动下的动力响应，可以是加速度，速度或是位移。就是说同一条地震动下，不同周期的结构所对应的最大响应的不同以曲线来表示。 )W'l^R4W  
其实反应谱反映的是地震动的特性，与实际结构无关，阻尼也只是反映地震动的一个衡量因素。 ~.M{n&NM  
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建议楼主拿一本本科的抗震设计原理教材来看看，对于概念的理解很有帮助。

南京工业大学你好，你说的内容不够准。我在上面已把相关内容讲得很清楚了。“纵坐标是结构在地震动下的动力响应”----------这结构是指什么？还是指单自由度体系；反应谱是动力反应的最大值。这个定义最好一口气说完。“阻尼也只是反映地震动的一个衡量因素”-----这是不对的。阻尼和输入的地震动没有关系，它是结构的特性。只有反应的时程才有阻尼的概念，但阻尼是结构的阻尼。“反应谱反映的是地震动的特性，与实际结构无关”-----这里的结构同样是指单自由度体系，“与结构无关”是有一定前题的--------单自由度体系的阻尼比不变。这时输入不同的地震动，反应谱的谱值是不一样的。从这一点上看，我们可以说反应谱反应的是地震动的特性，但也不能简单地说反应谱与结构无关，因为反应谱本身就是单自由度系的结构动力反应的最大值，是用于结构的抗震设计的。从另一个方面来讲，如里输入的地震动时程不变，不同阻尼比的单自由度体系的反应谱是不一样的。这时实际上我们可以认为反应谱反应的是结构的特性。只是一般情况下我们只关心5%的阻尼比，这时可以说结构是不变的，反应谱反应的是地震动的特性。如果你说的“实际结构”指的是某一具体的结构，那么反应谱的确定的确和它没关，但通过地震安全性评价得到的拟建建筑所在的工程场地上的设计地震动和拟建建筑是有关的，反应谱是它的抗震设计的基础。我想这样讲好象更为正确：反应谱的确定和某一具体的建筑物或构筑物是无关的，但场地相关谱（计设地震动）是为相关结构（这个场地上的结构）设计服务的。

谢谢哈，谢谢哈

回 maverick，有些措辞我说的是不够准确。我的意思是反应谱里面是有阻尼的因素在里面，但阻尼是用来测量（暂且这么说）地震动的一个因素。就是说反应谱是反映的地震动的特性，但如何反映呢，要通过一系列的参数与手段，就是用一定周期与阻尼的单自由度的响应来反映，我当然知道阻尼与地震动无关，可能是我的表述有问题。给定一条地震动，那么他的反应谱就确定，只不过用单自由度体系的周期与一定的阻尼去反映他。 ~YOwg\w^  
其实这只是个概念问题，一个确定反应谱里面确实含有阻尼的因素，但我想说的是反应谱这个概念他反映了什么，地震动的特性。其实我们的说法都没有问题只不过思考问题的角度不一样。 p!>FPS  
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另外，“但通过地震安全性评价得到的拟建建筑所在的工程场地上的设计地震动和拟建建筑是有关的，反应谱是它的抗震设计的基础。”恕我才疏学浅，你说的设计地震动是指的时程分析时规范规定根据当地情况所模拟的人工波吗？那他并不是传统意义上的经过处理，平滑后的反应谱啊，人工波我理解是规范规定的一种计算手段，采取两条实际地震波与一条符合场地条件的人工波进行时程分析并取平均值。因为你根本无法遇见到发生地震时此建筑实际遭受的地震动，所以才采取一种三波平均的计算手法，即便如此，人工波相当于一条地震动，他的响应曲线也是和这条确定的地震动相关的。你的意思是人工波的产生需要知道结构的参数吗？试问结构未产生，哪里知道他的参数，人工波应该是和具体的场地条件相关的吧。因为地震动的产生和结构无任何关系。你也无法由具体结构去模拟合成人工波。

建筑场地的卓越周期与结构本身的自振周期的关系，决定了地震的破坏程度。