|關(guān)鍵詞:的 譜 分析法 地震波 時(shí)間段
從理論上講，如果反映譜分析所用的反映譜是時(shí)程分析分析時(shí)用的地震波所產(chǎn)生的反映譜，而分析又限於彈性階段，兩者幾乎沒(méi)有差別，因?yàn)榉从匙V分析(取足夠的模態(tài))只是忽略了影響很小的高階效應(yīng)。但是如果結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性階段，只有用時(shí)程分析
反應(yīng)普法有幾個(gè)假設(shè):1,結(jié)構(gòu)是彈性反應(yīng),反應(yīng)可以疊加;2,無(wú)土結(jié)的相互作用;3,質(zhì)點(diǎn)的最大反應(yīng)即為其最不利反應(yīng);4,地震是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程.而時(shí)程分析是把地震過(guò)程安時(shí)間步長(zhǎng)分為若干段,在每時(shí)間段內(nèi)安彈性分析,算出反應(yīng),然后再調(diào)整剛度和阻尼.總得一句話,就是步步積分法!
①反應(yīng)譜方法是一種擬靜力方法，雖然能夠同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)各頻段振動(dòng)的振幅最大值和頻譜兩個(gè)主要要素，但對(duì)于持時(shí)這一要素未能得到體現(xiàn)，震害調(diào)查表明，有些按反應(yīng)譜理論設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在未超過(guò)設(shè)防烈度的地震中，也遭受到了嚴(yán)重的破壞，這充分說(shuō)明了持時(shí)要素在設(shè)計(jì)中應(yīng)該被考慮。②反應(yīng)譜方法忽略了地震作用的隨機(jī)性，不能考慮結(jié)構(gòu)在罕遇地震下逐步進(jìn)入塑性時(shí)，因其周期、阻尼、振型等動(dòng)力特性的改變，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重新分布這一現(xiàn)象。③反應(yīng)譜方法假設(shè)結(jié)構(gòu)所有支座處的地震動(dòng)完全相同，忽略基礎(chǔ)與土層之間的相互作用。時(shí)程分析方法是一種相對(duì)比較精細(xì)的方法，不但可以考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性后的內(nèi)力重分布，而且可以記錄結(jié)構(gòu)響應(yīng)的整個(gè)過(guò)程。但這種方法只反應(yīng)結(jié)構(gòu)在一條特定地震波作用下的性能，往往不具有普遍性。我國(guó)反映譜方法的曲線是由255條地震波的地震反映的平均值，而非包絡(luò)值，體現(xiàn)的是共性，但無(wú)法反映結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性的整體結(jié)構(gòu)性能。時(shí)程方法體現(xiàn)的是具體某條地震波的反映，不同地震波作用下結(jié)果的差異也很大，需要合理選波。
底部剪力法/反應(yīng)譜法/時(shí)程分析法一些有用的概念
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從傳統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看，底部剪力法，反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法是三大最常用的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法。那么正確的認(rèn)識(shí)它們的一些關(guān)鍵概念，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。HiStruct在此簡(jiǎn)單的總結(jié)一些，全當(dāng)拋磚引玉。
1.底部剪力法高規(guī)規(guī)定：高度不超過(guò)40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。底部剪力法適用于基本振型主導(dǎo)的規(guī)則和高寬比很小的結(jié)構(gòu)，此時(shí)結(jié)構(gòu)的高階振型對(duì)于結(jié)構(gòu)剪力的影響有限，而對(duì)于傾覆彎矩則幾乎沒(méi)有什么影響，因此采用簡(jiǎn)化的方式也可滿足工程設(shè)計(jì)精度的要求。底部剪力法尚有一個(gè)重要的意義就是我們可以用它的理念，簡(jiǎn)化的估算建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，從而至少在靜力的概念上把握結(jié)構(gòu)的抗震能力，它還是很有用的。
2.反應(yīng)譜方法高規(guī)規(guī)定：高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用振型分解反應(yīng)譜法。對(duì)質(zhì)量和剛度不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以及高度超過(guò)100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法。反應(yīng)譜的振型分解組合法常用的有兩種：SRSS和CQC。雖然說(shuō)反應(yīng)譜法是將并非同一時(shí)刻發(fā)生的地震峰值響應(yīng)做組合，僅作為一個(gè)隨機(jī)振動(dòng)理論意義上的精確，但是從實(shí)際上它對(duì)于結(jié)構(gòu)峰值響應(yīng)的捕捉效果還是很不錯(cuò)的。一般而言，對(duì)于那些對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)起重要作用的振型所對(duì)應(yīng)頻率稀疏的結(jié)構(gòu)，并且地震此時(shí)長(zhǎng)，阻尼不太?。üこ躺弦话愣伎梢詽M足）時(shí)，SRSS是精確的，頻率稀疏表面上的反應(yīng)就是結(jié)構(gòu)的振型周期拉的比較開(kāi)；而對(duì)于那些結(jié)構(gòu)反應(yīng)起重要作用的振型所對(duì)應(yīng)的頻率密集的結(jié)果(高振型的影響較大，或者考慮扭轉(zhuǎn)振型的條件下)，CQC是精確的。這是因?yàn)閷?duì)于建筑工程上常用的阻尼而言，振型相關(guān)系數(shù)（見(jiàn)高規(guī)3.3.11-6）在很窄的范圍內(nèi)才有顯著的數(shù)值。
3.反應(yīng)譜分析的精確性對(duì)于采用平均意義上的光滑反應(yīng)譜進(jìn)行分析而言，其峰值估計(jì)與相應(yīng)的時(shí)程分析的平均值相比誤差很小，一般只有百分之幾，因此可以很好的滿足工程精度的要求，正是在這個(gè)平均（普遍性）意義上，我們認(rèn)為反應(yīng)譜分析方法是精確的。但是對(duì)于單個(gè)鋸齒形的反應(yīng)譜而言，其分析結(jié)果與單個(gè)波的時(shí)程分析，誤差可以達(dá)到10-30%之間，因此在個(gè)別（特殊性）意義上而言，反應(yīng)譜分析結(jié)果是有誤差的，因此，規(guī)范規(guī)定對(duì)于復(fù)雜的或者高層建筑需要采用時(shí)程分析進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算和驗(yàn)證。
4.反應(yīng)譜分析與時(shí)程分析對(duì)于高階振型計(jì)算的不同之處一般反應(yīng)譜的高頻段是采用平臺(tái)段來(lái)表達(dá)的，實(shí)際上對(duì)于高階振型反應(yīng)不顯著的結(jié)構(gòu)而言，反應(yīng)譜適用性很好，也足夠準(zhǔn)確。但是對(duì)于高柔結(jié)構(gòu)而言，一般高階振型的影響比較顯著，采用時(shí)程分析的時(shí)候，等于其高頻段的峰值并未被人為削成平臺(tái)段，因此采用時(shí)程分析的時(shí)候此頻段的地震響應(yīng)可能很大，一般表現(xiàn)為高層建筑的頂部或者對(duì)其他結(jié)構(gòu)對(duì)高階振型影響顯著部位，其地震響應(yīng)峰值比反應(yīng)譜分析結(jié)果要大（但是總體的剪力和彎矩差別則沒(méi)這么明顯）。
5.時(shí)程分析理論上時(shí)程分析是最準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法，但是由于其分析的復(fù)雜性，且地震波的隨機(jī)性，因此一般只是把它作為反應(yīng)譜的驗(yàn)證方法而不是直接的設(shè)計(jì)方法使用。高規(guī)規(guī)定：37～9度抗震設(shè)防的高層建筑，下列情況應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算：1）甲類高層建筑結(jié)構(gòu)；2）表3.3.4所列的乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)；3）不滿足本規(guī)程第4.4.2～4.4.5條規(guī)定的高層建筑結(jié)構(gòu)；4）本規(guī)程第10章規(guī)定的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)；5）質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)。3.3.5按本規(guī)程第3.3.4條規(guī)定進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，應(yīng)符合下列要求：1應(yīng)按建筑場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于二組實(shí)際地震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線，其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符，且彈性時(shí)程分析時(shí)，每條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的65%，多條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的80%。2地震波的持續(xù)時(shí)間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期的3～4倍，也不宜少于12s，地震波的時(shí)間間距可取0.01s或0.02s；
4 結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
HiStruct提醒大家需要注意以下幾點(diǎn)：A,選波的時(shí)候不僅與場(chǎng)地的情況有關(guān)，也與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性有關(guān)，這樣才能選出適合的地震波。B,雙向地震分析的時(shí)候主次向應(yīng)該采用不同的地震波。C,可適當(dāng)調(diào)整地震波的峰值以滿足規(guī)范的要求，但是不能調(diào)整太大，那樣可能導(dǎo)致地震波與抗震設(shè)防水平和場(chǎng)地不適合。D,所謂“在統(tǒng)計(jì)意義上相符”指的是，其平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在各個(gè)周期點(diǎn)上相差不大于20％。
時(shí)程分析反映一次地震作用的影響；
反應(yīng)譜分析涵蓋了一個(gè)地區(qū)地震作用的整體統(tǒng)計(jì)影響。
來(lái)源：(http://blog.sina.com.cn/s/blog_5e376b2f0100coa7.html
) - 關(guān)于時(shí)程分析和反應(yīng)譜分析的區(qū)別_dianel_新浪博客
即使是相同場(chǎng)地類型和設(shè)計(jì)地震分組的地震波也可能給結(jié)構(gòu)帶來(lái)不同的相應(yīng)結(jié)果，從這一點(diǎn)上看，時(shí)程分析有其局限性，屬小樣本容量下的計(jì)算結(jié)果。
斜張橋梁抗震設(shè)計(jì)方法：
常用的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法有震度法和動(dòng)態(tài)分析法兩種，動(dòng)態(tài)分析法中又包括反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法動(dòng)態(tài)分析法比震度法有了較大的改進(jìn)，它同時(shí)考慮了地面運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。其中反應(yīng)譜方法中一個(gè)重要概念是動(dòng)力放大系數(shù)，或稱標(biāo)準(zhǔn)化反應(yīng)譜。其定義為：
β(ω，ξ)=|U+Ug|max/Ug，max
式中，右端項(xiàng)的分子為單質(zhì)點(diǎn)體系動(dòng)力反應(yīng)的絕對(duì)加速度反應(yīng)，分母為地面加速度反應(yīng)的峰值。
應(yīng)用反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，首先要計(jì)算結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和各階振型參與系數(shù)，然后按各階振型對(duì)某項(xiàng)反應(yīng)的貢獻(xiàn)程度進(jìn)行線性疊加，得到這項(xiàng)反應(yīng)的最大值。我國(guó)“震規(guī)”中的驗(yàn)算方法就是建立在反應(yīng)譜理論的基礎(chǔ)上的，但反應(yīng)譜理論在大跨度橋梁抗震驗(yàn)算上的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，如“震規(guī)”中加速度反應(yīng)譜，或橋址場(chǎng)地設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜的適用范圍大都在5s以內(nèi)，而大跨度橋梁是長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，它們的基本周期大都大于5s，在長(zhǎng)周期范圍動(dòng)力放大系數(shù)β的取值對(duì)大跨度橋梁的地震反應(yīng)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。項(xiàng)海帆教授早在八十年代初就對(duì)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的反應(yīng)譜提出了長(zhǎng)周期部分的修正意見(jiàn)，王君杰副教授也提出了“長(zhǎng)周期地震反應(yīng)譜的取值和規(guī)范化應(yīng)以強(qiáng)震記錄位移反應(yīng)譜的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為依據(jù)”的觀點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)提出了對(duì)當(dāng)前公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的反應(yīng)譜的長(zhǎng)周期部分的修正和補(bǔ)充方法，增加了表達(dá)長(zhǎng)周期地震反應(yīng)譜特性的參數(shù)；其次大跨度橋梁地震反應(yīng)組合中，如何考慮地震動(dòng)的空間變化也是一個(gè)需要考慮的問(wèn)題，因?yàn)閷?duì)于大跨度橋梁，地震動(dòng)的空間變化效應(yīng)是不可忽略的。另一個(gè)在大跨度橋梁抗震分析中需要解決的問(wèn)題，就是在多分量地震動(dòng)作用下振型組合問(wèn)題，目前常用的組合方法有SUM法(最大值絕對(duì)值之和法)、SRSS法(最大值平方和的平方根法)、CQC法(基于平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)理論導(dǎo)出的完全二次組合法)等。由于CQC方法計(jì)入了振型間的相關(guān)性，較好地考慮了密集振型間的強(qiáng)耦合性，而大跨度橋梁的動(dòng)力特性具有自振周期長(zhǎng)、頻率密集和阻尼較小的特點(diǎn)，因此CQC方法對(duì)大跨度橋梁的地震反應(yīng)分析更為適用。除此以外，在反應(yīng)譜分析中給出的反應(yīng)值基本上還是彈性反應(yīng)，不能做到真正的非線性分析?？傊磻?yīng)譜方法在大跨度橋梁的方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行粗略的評(píng)估還是可行的，但是對(duì)于重要結(jié)構(gòu)或大跨度橋梁的地震反應(yīng)分析則應(yīng)進(jìn)行專題研究。
一個(gè)很重要的步驟，就是在橋址地震危險(xiǎn)性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的時(shí)程反應(yīng)分析，這在大多數(shù)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中都提出了這一要求。時(shí)程分析法與反應(yīng)譜法相比具有能進(jìn)行結(jié)構(gòu)的非線性地震反應(yīng)分析、考慮復(fù)雜場(chǎng)地的非一致激勵(lì)影響、能給出任意截面(或結(jié)點(diǎn))的任意一種反應(yīng)的時(shí)間歷程等特點(diǎn)，而這些方面在大跨度橋梁地震反應(yīng)分析中是必須考慮的。但在進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)也應(yīng)該注意到地震波選用的隨機(jī)性，因?yàn)榈卣鹗且粋€(gè)隨機(jī)事件，它發(fā)生的時(shí)間、空間、強(qiáng)度、頻譜成分、波形等等都是不確定的。而時(shí)程分析法還是一個(gè)確定性分析法，它是根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析中的人工地震波作為分析依據(jù)。所以，為了提高分析結(jié)果的可靠性，一般要求在同一鉆孔位置給出一組(一般3～5條)地震波，然后取各條地震波反應(yīng)的最大值。
用動(dòng)力可靠度理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)在風(fēng)載、地震荷載作用下的安全性評(píng)估也是近年來(lái)各國(guó)學(xué)者研究的熱點(diǎn)。它以概率的形式來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的安全程度，與確定性分析方法相比又前進(jìn)了一步，它的研究說(shuō)明人們?cè)诘卣饘?duì)結(jié)構(gòu)的作用以及如何確保結(jié)構(gòu)的安全、功能和經(jīng)濟(jì)方面的認(rèn)識(shí)正在逐步提高。
在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代，交通樞紐的便利越來(lái)越重要，路橋的修建已成為當(dāng)今國(guó)家重視的首要問(wèn)題及必然問(wèn)題，河南鑫榮重工有限公司是專業(yè)生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力錨具等路橋用品，受到當(dāng)?shù)卣拇罅χС郑a(chǎn)的產(chǎn)品也受到了廣大新老用戶的一致好評(píng)！
