|關鍵詞:的 譜 分析法 地震波 時間段
從理論上講，如果反映譜分析所用的反映譜是時程分析分析時用的地震波所產(chǎn)生的反映譜，而分析又限於彈性階段，兩者幾乎沒有差別，因為反映譜分析(取足夠的模態(tài))只是忽略了影響很小的高階效應。但是如果結構進入非彈性階段，只有用時程分析
反應普法有幾個假設:1,結構是彈性反應,反應可以疊加;2,無土結的相互作用;3,質(zhì)點的最大反應即為其最不利反應;4,地震是平穩(wěn)隨機過程.而時程分析是把地震過程安時間步長分為若干段,在每時間段內(nèi)安彈性分析,算出反應,然后再調(diào)整剛度和阻尼.總得一句話,就是步步積分法!
①反應譜方法是一種擬靜力方法，雖然能夠同時考慮結構各頻段振動的振幅最大值和頻譜兩個主要要素，但對于持時這一要素未能得到體現(xiàn)，震害調(diào)查表明，有些按反應譜理論設計的結構，在未超過設防烈度的地震中，也遭受到了嚴重的破壞，這充分說明了持時要素在設計中應該被考慮。②反應譜方法忽略了地震作用的隨機性，不能考慮結構在罕遇地震下逐步進入塑性時，因其周期、阻尼、振型等動力特性的改變，而導致結構中的內(nèi)力重新分布這一現(xiàn)象。③反應譜方法假設結構所有支座處的地震動完全相同，忽略基礎與土層之間的相互作用。時程分析方法是一種相對比較精細的方法，不但可以考慮結構進入塑性后的內(nèi)力重分布，而且可以記錄結構響應的整個過程。但這種方法只反應結構在一條特定地震波作用下的性能，往往不具有普遍性。我國反映譜方法的曲線是由255條地震波的地震反映的平均值，而非包絡值，體現(xiàn)的是共性，但無法反映結構進入塑性的整體結構性能。時程方法體現(xiàn)的是具體某條地震波的反映，不同地震波作用下結果的差異也很大，需要合理選波。
底部剪力法/反應譜法/時程分析法一些有用的概念
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從傳統(tǒng)的觀點來看，底部剪力法，反應譜法和時程分析法是三大最常用的結構地震響應分析方法。那么正確的認識它們的一些關鍵概念，對于建筑結構的抗震設計具有非常重要的意義。HiStruct在此簡單的總結一些，全當拋磚引玉。
1.底部剪力法高規(guī)規(guī)定：高度不超過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構，可采用底部剪力法。底部剪力法適用于基本振型主導的規(guī)則和高寬比很小的結構，此時結構的高階振型對于結構剪力的影響有限，而對于傾覆彎矩則幾乎沒有什么影響，因此采用簡化的方式也可滿足工程設計精度的要求。底部剪力法尚有一個重要的意義就是我們可以用它的理念，簡化的估算建筑結構的地震響應，從而至少在靜力的概念上把握結構的抗震能力，它還是很有用的。
2.反應譜方法高規(guī)規(guī)定：高層建筑結構宜采用振型分解反應譜法。對質(zhì)量和剛度不對稱、不均勻的結構以及高度超過100m的高層建筑結構應采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的振型分解反應譜法。反應譜的振型分解組合法常用的有兩種：SRSS和CQC。雖然說反應譜法是將并非同一時刻發(fā)生的地震峰值響應做組合，僅作為一個隨機振動理論意義上的精確，但是從實際上它對于結構峰值響應的捕捉效果還是很不錯的。一般而言，對于那些對結構反應起重要作用的振型所對應頻率稀疏的結構，并且地震此時長，阻尼不太?。üこ躺弦话愣伎梢詽M足）時，SRSS是精確的，頻率稀疏表面上的反應就是結構的振型周期拉的比較開；而對于那些結構反應起重要作用的振型所對應的頻率密集的結果(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。這是因為對于建筑工程上常用的阻尼而言，振型相關系數(shù)（見高規(guī)3.3.11-6）在很窄的范圍內(nèi)才有顯著的數(shù)值。
3.反應譜分析的精確性對于采用平均意義上的光滑反應譜進行分析而言，其峰值估計與相應的時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，正是在這個平均（普遍性）意義上，我們認為反應譜分析方法是精確的。但是對于單個鋸齒形的反應譜而言，其分析結果與單個波的時程分析，誤差可以達到10-30%之間，因此在個別（特殊性）意義上而言，反應譜分析結果是有誤差的，因此，規(guī)范規(guī)定對于復雜的或者高層建筑需要采用時程分析進行補充計算和驗證。
4.反應譜分析與時程分析對于高階振型計算的不同之處一般反應譜的高頻段是采用平臺段來表達的，實際上對于高階振型反應不顯著的結構而言，反應譜適用性很好，也足夠準確。但是對于高柔結構而言，一般高階振型的影響比較顯著，采用時程分析的時候，等于其高頻段的峰值并未被人為削成平臺段，因此采用時程分析的時候此頻段的地震響應可能很大，一般表現(xiàn)為高層建筑的頂部或者對其他結構對高階振型影響顯著部位，其地震響應峰值比反應譜分析結果要大（但是總體的剪力和彎矩差別則沒這么明顯）。
5.時程分析理論上時程分析是最準確的結構地震響應分析方法，但是由于其分析的復雜性，且地震波的隨機性，因此一般只是把它作為反應譜的驗證方法而不是直接的設計方法使用。高規(guī)規(guī)定：37～9度抗震設防的高層建筑，下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算：1）甲類高層建筑結構；2）表3.3.4所列的乙、丙類高層建筑結構；3）不滿足本規(guī)程第4.4.2～4.4.5條規(guī)定的高層建筑結構；4）本規(guī)程第10章規(guī)定的復雜高層建筑結構；5）質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結構。3.3.5按本規(guī)程第3.3.4條規(guī)定進行動力時程分析時，應符合下列要求：1應按建筑場地類別和設計地震分組選用不少于二組實際地震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震影響系數(shù)曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符，且彈性時程分析時，每條時程曲線計算所得的結構底部剪力不應小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的65%，多條時程曲線計算所得的結構底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的80%。2地震波的持續(xù)時間不宜小于建筑結構基本自振周期的3～4倍，也不宜少于12s，地震波的時間間距可取0.01s或0.02s；
4 結構地震作用效應可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。
HiStruct提醒大家需要注意以下幾點：A,選波的時候不僅與場地的情況有關，也與結構的動力特性有關，這樣才能選出適合的地震波。B,雙向地震分析的時候主次向應該采用不同的地震波。C,可適當調(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，那樣可能導致地震波與抗震設防水平和場地不適合。D,所謂“在統(tǒng)計意義上相符”指的是，其平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在各個周期點上相差不大于20％。
時程分析反映一次地震作用的影響；
反應譜分析涵蓋了一個地區(qū)地震作用的整體統(tǒng)計影響。
來源：(http://blog.sina.com.cn/s/blog_5e376b2f0100coa7.html
) - 關于時程分析和反應譜分析的區(qū)別_dianel_新浪博客
即使是相同場地類型和設計地震分組的地震波也可能給結構帶來不同的相應結果，從這一點上看，時程分析有其局限性，屬小樣本容量下的計算結果。
斜張橋梁抗震設計方法：
常用的結構抗震設計方法有震度法和動態(tài)分析法兩種，動態(tài)分析法中又包括反應譜法和時程分析法動態(tài)分析法比震度法有了較大的改進，它同時考慮了地面運動和結構的動力特性。其中反應譜方法中一個重要概念是動力放大系數(shù)，或稱標準化反應譜。其定義為：
β(ω，ξ)=|U+Ug|max/Ug，max
式中，右端項的分子為單質(zhì)點體系動力反應的絕對加速度反應，分母為地面加速度反應的峰值。
應用反應譜計算結構地震反應，首先要計算結構的動力特性和各階振型參與系數(shù)，然后按各階振型對某項反應的貢獻程度進行線性疊加，得到這項反應的最大值。我國“震規(guī)”中的驗算方法就是建立在反應譜理論的基礎上的，但反應譜理論在大跨度橋梁抗震驗算上的應用還存在一些問題，如“震規(guī)”中加速度反應譜，或橋址場地設計加速度反應譜的適用范圍大都在5s以內(nèi)，而大跨度橋梁是長周期結構，它們的基本周期大都大于5s，在長周期范圍動力放大系數(shù)β的取值對大跨度橋梁的地震反應的準確性至關重要。項海帆教授早在八十年代初就對公路工程抗震設計規(guī)范中的反應譜提出了長周期部分的修正意見，王君杰副教授也提出了“長周期地震反應譜的取值和規(guī)范化應以強震記錄位移反應譜的統(tǒng)計結果為依據(jù)”的觀點，并以此為基礎提出了對當前公路工程抗震設計規(guī)范中的反應譜的長周期部分的修正和補充方法，增加了表達長周期地震反應譜特性的參數(shù)；其次大跨度橋梁地震反應組合中，如何考慮地震動的空間變化也是一個需要考慮的問題，因為對于大跨度橋梁，地震動的空間變化效應是不可忽略的。另一個在大跨度橋梁抗震分析中需要解決的問題，就是在多分量地震動作用下振型組合問題，目前常用的組合方法有SUM法(最大值絕對值之和法)、SRSS法(最大值平方和的平方根法)、CQC法(基于平穩(wěn)隨機振動理論導出的完全二次組合法)等。由于CQC方法計入了振型間的相關性，較好地考慮了密集振型間的強耦合性，而大跨度橋梁的動力特性具有自振周期長、頻率密集和阻尼較小的特點，因此CQC方法對大跨度橋梁的地震反應分析更為適用。除此以外，在反應譜分析中給出的反應值基本上還是彈性反應，不能做到真正的非線性分析?？傊?，反應譜方法在大跨度橋梁的方案設計階段，對結構的抗震性能進行粗略的評估還是可行的，但是對于重要結構或大跨度橋梁的地震反應分析則應進行專題研究。
一個很重要的步驟，就是在橋址地震危險性分析的基礎上，進行結構的時程反應分析，這在大多數(shù)工程抗震設計規(guī)范中都提出了這一要求。時程分析法與反應譜法相比具有能進行結構的非線性地震反應分析、考慮復雜場地的非一致激勵影響、能給出任意截面(或結點)的任意一種反應的時間歷程等特點，而這些方面在大跨度橋梁地震反應分析中是必須考慮的。但在進行時程分析時也應該注意到地震波選用的隨機性，因為地震是一個隨機事件，它發(fā)生的時間、空間、強度、頻譜成分、波形等等都是不確定的。而時程分析法還是一個確定性分析法，它是根據(jù)地震危險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的最大值。
用動力可靠度理論進行結構在風載、地震荷載作用下的安全性評估也是近年來各國學者研究的熱點。它以概率的形式來評價結構的安全程度，與確定性分析方法相比又前進了一步，它的研究說明人們在地震對結構的作用以及如何確保結構的安全、功能和經(jīng)濟方面的認識正在逐步提高。
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