设计反应谱

『壹』 设计地震反应谱是什么反应谱特征周期T又是什么

地震反应谱
英文名称：earthquake response spectrum
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（下图）。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^2)或Gal（gal=10mm/s^2），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，结构因振动而产生惯性力，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。

『贰』 什么是地震反应谱什么是设计反应谱

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(可以专是加速度、速度和位属移)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。
设计反应谱:结构抗震设计所采用的反应谱，是基于实际地震记录的统计谱和上海场地平均地质特征的地震反应分析统计谱综合而成。

『叁』 什么是地震反应谱什么是设计反应谱它们有何关系

地震反应谱：由抄于地震的作用，建筑物产生位移二、速度完和加速度犷。我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。
设计反应谱：地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的，而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。由于地震的随机性和影响地面运动因素的复杂性，即使同一地点不同时间发生发生地震的地面运动无论强度和频率谱（或波形）绝不会完全相同，因此地震反应谱也将不同。可见，工程结构抗震设计不能采用某已确定地震记录的反应谱，而应考虑地震地面运动的随机性，确定一条供设计用反应谱，称为设计反应谱。
抗震设计反应谱是根据大量实际地震记录分析得到的地震反应谱进行统计分析，并结合震害经验综合判断给出的。也就是说设计反应谱不像实际地震反应谱那样具体反映1次地震动过程的频谱特性，而是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。
区别：设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的，实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程的频谱特性，而抗震设计反应谱是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性；设计反应谱由地震烈度、场地类别因素确定

『肆』 什么是抗震设计反应谱

抗震设计反应谱是基于实际地震记录的统计谱和上海场地平均地质特征的地震反应分析统计谱综合而成。在统计实际地震记录的反应谱时，对部分美国软弱场地（近似于中国的IV类场地）的地震记录的反应谱形状进行了对比分析，精选了其中的部分地震记录。
对于一些地震记录，尽管其反应谱特征周期很长，但同上海地震地质背景情况相差较大，像日本新泻地震和墨西哥城地震也不列入。为了弥补缺少同上海地区地质条件类似的地震记录，采用美国西部基岩场地的地震记录用作输入，进行土层地震反应分析。在统计反应谱平均值时，在高频段、中频段和低频段分别采用记录的峰值加速度、峰值速度和峰值位移来标定加速度反应谱，使得在周期0~10秒范围内谱值变异系数均匀且最小，解决了长周期部分反应谱用单一参数标定的离散性。最后综合大震、远震记录的分段统计反应谱和土层地震反应谱的特点，提出了上海地区的抗震设计反应谱。它具有如下特点：1、其特征周期比国家规范的远震反应谱特征周期略长（1.0秒）；2、动力放大系数最大值略大（2.5）；3、反应谱的有效周期从3秒延长到10秒，以适应高层建筑自振周期长的需要，其中在6秒以后取常数。除了给出阻尼比5%的反应谱外，还给出了阻尼比2%的反应谱曲线，以适应钢结构设计的需要。后经上海市许多专家讨论，为与国家规范一致起见，正式颁布的规范中特征周期降为0.9秒，动力放大系数取与国家规范一致。如果没有这一研究成果，按照上海地震背景应是近震，套用国家规范IV类场地的反应谱，其特征周期应为0.65秒，这将会大大减小上海地区抗震设防的地震作用计算，会给上海市高层建筑的抗震能力带来不安全隐患。本成果同时得出上海地区土层的卓越周期约为2.0秒，这对于高层建筑抗震设计具有参考价值，同时澄清了当时对比认识的许多误解，这一结果被后来的日本长周期测震仪实测所证实。

『伍』 设计反应谱与地震反应谱有什么关系

地震反应谱：由于地震的作用，建筑物产生位移二、速度完和加速度犷。我们把不同回周期下建筑物反应答值的大小画成曲线，这些曲线称为反应谱。
设计反应谱：地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的，而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。由于地震的随机性和影响地面运动因素的复杂性，即使同一地点不同时间发生发生地震的地面运动无论强度和频率谱（或波形）绝不会完全相同，因此地震反应谱也将不同。可见，工程结构抗震设计不能采用某已确定地震记录的反应谱，而应考虑地震地面运动的随机性，确定一条供设计用反应谱，称为设计反应谱。
抗震设计反应谱是根据大量实际地震记录分析得到的地震反应谱进行统计分析，并结合震害经验综合判断给出的。也就是说设计反应谱不像实际地震反应谱那样具体反映1次地震动过程的频谱特性，而是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。
区别：设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的，实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程的频谱特性，而抗震设计反应谱是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性；设计反应谱由地震烈度、场地类别因素确定

『陆』 如何根据实测的地震动得到设计反应谱

地震反应谱：由于地震的作用，建筑物产生位移二、速度完和加速度犷。我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。
设计反应谱：地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的，而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。由于地震的随机性和影响地面运动因素的复杂性，即使同一地点不同时间发生发生地震的地面运动无论强度和频率谱（或波形）绝不会完全相同，因此地震反应谱也将不同。可见，工程结构抗震设计不能采用某已确定地震记录的反应谱，而应考虑地震地面运动的随机性，确定一条供设计用反应谱，称为设计反应谱。
抗震设计反应谱是根据大量实际地震记录分析得到的地震反应谱进行统计分析，并结合震害经验综合判断给出的。也就是说设计反应谱不像实际地震反应谱那样具体反映1次地震动过程的频谱特性，而是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。
区别：设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的，实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程的频谱特性，而抗震设计反应谱是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性；设计反应谱由地震烈度、场地类别因素确定

『柒』 什么是抗震设计反应谱 简述规范中给出的抗震设计反应谱

行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法,振型分解反应谱法和时程分析法.
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.
（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.

振型分解反应谱法：

也称规范法，适用于大量的工程计算，该法有侧刚及总刚两种计算方法，分别对
应侧刚模型及总刚模型，其主要区别是侧刚模型采用刚性楼板假定的简化刚度矩
阵模型。总刚模型是采用弹性楼板假定的真实结构模型转化成的刚度矩阵模型。
侧刚模型:采用刚性楼板假定的简化的刚度矩阵模型,把房屋理想化为空间梁,
柱和墙组合成的集合体,并与平面内无限刚度的楼板相互连接在一起.不管用户在
建模中有无弹性楼板,刚性楼板或越层大空间,对于无塔结构的侧刚模型假定每层
为一块刚性楼板,而多塔结构则假定为一塔一层为一块刚性楼板.侧刚模型进行振
型分析时结构动力自由度相对较少,计算耗时少,分析效率高,但应用范围有限制.
总刚模型:这是一种真实的结构模型转化成的刚度矩阵模型,结构总刚模型假定每
层非刚性楼板上的每个节点的动力自由度有两个独立水平平动自由度.可以受弹
性楼板的约束,也可以完全独立不与任何楼板相连,而在刚性楼板上的所有节点
的动力自由度只有两个独立水平平动自由度和一个独立的转动自由度.它能真
实的模拟具有弹性楼板,大开洞的错层,连体,空旷的工业厂房,体育馆等结构.
但自由度数相对比较多,计算耗时多且存储开销大.
振型分解反应谱法先计算结构的自振振型，选取若干个振型分别计算各个振型的
水平地震作用，将各振型水平地震作用于结构上，求其结构内力，最后将各振型
的内力进行组合，得到地震作用下的结构内力和变形。其基本原理就是用“规范”
反应谱，先求得各振型的对应的“最大”地震力，组合后得到结构的组合地震作用。
这里面有一个求“广义特征值”而得出结构前几阶振型和频率的重要步骤，在这个
过程中程序按力学和数学的法则进行繁多的中间计算，而不输出中间资料，仅将
结果值告知设计人。

底部剪力法：

底部剪力法（拟静力法）(Equivalent Base Shear Method) 根据地震反应谱理论，
以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等，来确定结构总
地震作用的方法。

一种用静力学方法近似解决动力学问题的简易方法，它发展较早，迄今仍然被广
泛使用。其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附
加在研究对象上，其核心是设计地震加速度的确定问题。该方法能在有限程度上
反映荷载的动力特性，但不能反映各种材料自身的动力特性以及结构物之间的动
力响应，更不能反映结构物之间的动力耦合关系。但是，拟静力法的优点也很突
出，它物理概念清晰，与全面考虑结构物动力相互作用的分析方法相比，计算方
法较为简单，计算工作量很小、参数易于确定，并积累了丰富的使用经验，易于
设计工程师所接受。但是，应该严格限定拟静力法的使用范围：它不能用于地震
时土体刚度有明显降低或者产生液化的场合，而且只适用于设计加速度较小、动
力相互作用不甚突出的结构抗震设计。

『捌』 影响地震反应谱形状的因素有哪些，设计用反应谱是如何反应这些因素的

1、影响反应谱形状的因素主要有场地条件、震级大小和震中距远近，其中场地条件影响回最大。场地答土质松软，长周期结构反应较大，谱曲线峰值右移；场地土质坚硬，短周期结构反应较大，谱曲线峰值左移。另外震级和震中距对谱曲线也有影响，在烈度相同的情况下，震中距较远时，加速度反应谱的峰点偏向较长周期，曲线峰值右移；震中距较近时，峰点偏向较短周期，曲线峰值左移。
2、设计用反应谱为反映这种影响，根据场地类别和设计地震分组的不同分别给出反应谱参数。

『玖』 什么是地震反应谱什么是设计反应谱它们有何关系

地震反应谱是指建筑或者地基对地震动的反应在频率域下的表示。设计反应谱就要设计不同结构对地震的反应。

『拾』 地震反应谱与设计反应谱的区别和联系