小议阻尼比对地震反应谱的影响.doc

小议阻尼比对地震反应谱的影响 北京时间2007年6月3日凌晨5时，云南普洱县发生6.4级地震，震中在宁洱县城老城区。地震已造成3人死亡562人受伤，，直接经济损失25亿元。 而根据地震加速度反应谱的定义，即公式(5-24)可以知道： 假若将绝对加速度反应谱用地震动加速度过程的最大绝对值除，则所得的商称为正规化加速度反应谱，也可以称为动力放大系数，常称为反应谱。 反应谱可以看作是表示地震动频谱特性的一种方法，但是它也具有结构体系反应的某种含意。比奥特曾建议搜集许多实际地震动过程的记录，从而计算出许多反应谱，然后用这些谱的包线或平均作为标准反应谱，据此进行结构物的抗震设计。豪斯那等人后来就进行了这一工作，从而奠定了反应谱理论的基础。 · 下面我们利用上面得出来的公式，结合上述图像我们来探讨阻尼比对反应谱的影响： 首先可以明确的是，阻尼比对反应谱的影响非常大，一般阻尼比越小，反应值越大。而很小的阻尼比（如＝0.02）就可以减小无阻尼峰值一半，并且可以削平谱上的许多峰点，使谱称为平滑的曲线；但在较大阻尼（如）时，若再使阻尼增减0.02，它对反应谱的影响则相对较小； 另外，当结构自振周期大于地震动的周期时，由此得你速度反应谱曲线趋紧于常数。 由查相关资料可得，由于我国现行抗震设计规范的设计反应谱均以阻尼比．05为基准的下述关系： 由这个公式可以进一步发现阻尼比对反应谱的影响很大。下面我们分别讨论阻尼比和反应谱的性质和特点： ?阻尼是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素很多，主要有???（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。（2）周围介质对振动的阻尼。?（3）节点、支座联接处的阻尼（4）通过支座基础散失一部分能量。???对结构基本处于弹性状态的的情况，各国都根据本国的实测数据并参考别国的资料，按结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。综合各国情况，钢结构的阻尼比一般在0.01－0.02之间，钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03－0.08之间。???以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中，采用的阻尼比的值。该阻尼比即为各阶振型的阻尼比的值。?在ansys中，既可以定义在结构坐标系下的恒定阻尼比又可以在模态坐标下定义各自的模态阻尼比。程序中计算的各模态相应的模态阻尼比是mdamp定义的模态阻尼比与dmprat定义的恒定阻尼比的叠加。???对于第二点，两者的换算关系为?材料阻尼系数＝粘性阻尼比/(pi*f).?结构阻尼是影响加速度反应谱值的一个重要参数，在结构阻尼比较小的情况下，阻尼比值的变化会大大改变反心谱值，从而影响结构所受地震力 的大小，我国现行抗震设计规范的设计反应谱均以阻尼比．05为基准，放当结构的实际阻尼比明显大于或小于此基准值时，有必要对设计反应谱作出校正。必威体育精装版成果表明，混凝土和钢筋混凝土结构阻尼比大致接近上述基准值，钢结构较低，砖石结构较高。各种桥梁结构的阻尼比的变化范围在o．015到o．20之间，表8—2列出了各类桥梁阻尼比的大致范围。地震地面运动的最大加速度值通常被作为衡量地震烈度的合适的物理标准和地震破坏力的主要参数。公路规范和铁路规范均以烈度和相联系的水平地震系数Kn和竖向地震系数Kv(地面最大加速度水平分量和竖向分量与重力加速度J之比)作为烈度的物理标准。地震加速度反应谱是自振圆频率为ω、阻尼比为ζ的单质点体系在确定的地震地面运动下的最大加速度反应，因此地震反应谱Sa 与体系自振频率ω和阻尼比ζ有关。当阻尼比一定时，Sa 是体系自振周期T的函数.反应谱是一定地面运动的一种谱函数,地面运动不同,地震反应谱也不同。因此影响地面运动的一些特征量也将影响地震反应谱。这些特征量主要有： （1）地面运动幅值。显然地面运动幅值越大,Sa也越大，它们之间成线性比例关系。? （2）地面运动频谱。地面运动频谱不同,则地面运动的主要运动周期成分不同,由于共振反应,将造成地震反应谱的形状发生变化,地震反应谱的峰值频率一般与地面运动的主要频率相对应。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,但是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,而同时由于地震的随机性和影响地面运动因素的复杂性,使得同一地点不同时间发生地震的地面运动无论强度和频谱都不会完全相同,因此地震反应谱也不同,因此需要确定一条供设计用反应谱(设计反应谱) 阻尼比为0.05 阻尼比为0.10 由上示演示图片可知，阻尼比对地震反应谱的影响十分之大。一般来说阻尼比越小，反应值越大。 而后，我们来考虑在地震来临之时，现行的可以采取的抗震措施和方法： 地震由于其预测手段和不完善，所以会造成很大的损失，不仅仅是对建筑物的损坏，还会造成人员的伤亡。这个问题在我国尤为严重，