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2023-11-08

反应谱

反应谱表示一组单自由度振子(EMS)对特定系统激励的最大系统响应,例如多次地震记录的平均值。这些单自由度振子具有相同的阻尼特性,但固有周期不同。各个单自由度振子的最大系统响应相对于其固有周期绘制;该图形即所谓的**反应谱**。

反应谱法在计算时间方面具有很大优势。它也是各种施工规范中规定的一种常用方法。但请注意,这是一种用于确定模型最大内力的近似方法。有关反应谱法的详细信息,可参见 Wilson [1] 或 Tedesco [2]。

分析可使用多模态反应谱法。您可以按规范设置相关反应谱,或自定义创建。模型中使用的反应谱在**反应谱**对话框中进行管理。

基本

在**基本**选项卡中,您可以确定反应谱的类型,并定义参数。

定义类型

确定您希望如何定义反应谱。列表中有四种定义类型可供选择。

  1. 用户自定义

如果您自定义描述反应谱,可以在“周期和加速度”部分指定特征值:在表格中逐行输入周期 T 或频率 f 及相应的加速度 Sa

信息

周期和频率直接相关:T = 1/f 或 f = 1/T (T > 0)。因此您只需输入一项;相应值会自动填写。

通过表格,您可以单独定义加速度-周期图表或加速度-频率图表。输入行的顺序可以任意。这样您可以在之后补充位于已定义值之间的数值对。

信息

由于必须存在一致的反应谱,顺序错误时数值会以红色显示。此时请使用按钮 排序 ,对各行进行升序排序。

使用按钮 删除 可以删除选中的表格行。

按钮 导入Excel文件 允许从 Excel 导入图表的表格值。使用按钮 导出至 Excel 可以将自定义反应谱导出到 Excel。

将自定义反应谱保存到库中并从中重新读取的功能仍在开发中。因此按钮 保存/导入表格数据 处于锁定状态。

如果数值对彼此之间的时间步恒定,请激活表格下方的复选框 ΔT。然后在旁边的输入框中指定周期步长 设置恒定周期步长 。当您在表格中输入加速度时,时间将自动按步长 ΔT 设置。您可以随时调整步长 ΔT,以输入具有不同时间步的更多数值对。该功能在章节 加速度时间曲线 中进行了说明。

  1. 用户自定义含 g 因子

通过此方式,您可以按照用户自定义章节中的说明,手动定义反应谱的表格值。在“周期和加速度”表格中输入周期 T 或频率 f 的值以及相应的加速度 Sa

加速度是无量纲的:每个输入值都乘以模型基本数据中存储的 g 因子(默认:g = 10 m/s²)。如有需要,您可以在设置和选项选项卡中调整重力加速度的值。

信息

重力加速度的值也会影响质量的导入。

  1. 从加速度时间曲线生成

您可以从为模型定义的加速度时间曲线之一生成反应谱,也可以在此对话框中新建。

在列表中选择加速度时间曲线。按钮 编辑 允许您检查所选加速度时间曲线的参数,并在必要时进行调整。使用按钮 新建 ,您可以按自定义标准创建新的加速度时间曲线,或从记录地震的 中导入。

在列表中选择应施加反应谱的整体坐标轴“方向”。加速度时间曲线可能根据方向不同而具有不同的加速度-周期曲线。

通过其他选项,您可以调整用于从加速度时间曲线生成反应谱的“转换参数”。每次更改后,图表中的反应谱都会更新。在“表格值”选项卡中,您可以检查周期 T 和加速度 Sa 的值。

  • 粘性“阻尼” D 是单自由度振子(EMS)组的阻尼,计算其最大系统响应。设置的粘性阻尼越高,生成的加速度越小。
  • “区间”描述了最小时间 Tmin(作为第一个单自由度振子的周期)与最大时间 Tmax(作为最后一个单自由度振子的周期)之间的持续时间,用于生成反应谱。
  • “试样数量”表示最小和最大时间(周期)之间的步数。通过该值可以影响生成数据点的数量。试样数量也会影响基础加速度时间曲线的近似精度。
信息

加速度时间曲线包含 X、Y 和 Z 方向的输入。而反应谱仅描述一个方向的输入。因此,对所有方向进行分析时,需要定义三个反应谱,并在“荷载工况和组合”对话框的反应谱选项卡中进行分配。

  1. 按规范

您可以根据规范中存储的参数生成反应谱。预设的规范是您在模型基本数据的规范 I选项卡中确定的规范。

如果您在基本数据中更改规范,参数和默认值将根据规程的规定进行调整。

信息

当前已实现的规范列于产品说明中。如果某项规范不可用,欢迎您将其作为期望功能告知我们。

如果您在模型参数选项卡中确定了建筑项目的地理位置,将采用相应位置的加速度。

您可以在列表中选择参数,或根据参数类型和规范手动确定。许多规程区分使用延性系数 q 的线性设计谱和使用阻尼系数 η 的弹性反应谱。通过列表确定“谱形状”。

“谱方向”控制采用水平还是垂直反应谱。

某些单元格由固定参数占用。例如,根据 EN 1998-1 CEN,参数 S、TB、TC 和 TD 根据土壤类别 A 至 E 确定;这些值无法更改。如果您仍想调整这些参数,请指定土壤类别**其他**。此选项适用于多个规范。它会解锁相关参数。

图表

下方部分显示根据设置生成的反应谱图表。图表的功能在章节 反应谱 中进行了说明。

表格值

在此选项卡中,您可以检查周期 T 的值以及相应的频率 f 和加速度 Sa。因此该表格对应于用户自定义章节中所述的反应谱输入。但这些值在此表格中无法编辑。


参考
上级章节