结构自振周期是结构自由振动的周期Word文件下载.docx

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是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。

　　基本振型：

单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型：

任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。

而对建筑结构而言，有时又称为主振型，一般是指每个主轴方向以平动为主的第一振型。

　　高阶振型：

相对于低阶振型而言。

一般来说，低阶振型对结构振动的影响要大于高阶振型的影响。

对一般较规则的建筑物，选择的振型个数可以取其地震作用计算时的质点数（大多数情况下为楼层数），若质点数较多时，根据计算结果可以只取前几个振型（即低阶振型）进行叠加。

　　特征周期Tg：

即建筑场地自身的周期，是建筑物场地的地震动参数，在地震影响系数曲线中，水平段与下降段交点的横坐标，反映了地震震级，震源机制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影响，同时也反映了场地的特性；

如软弱土层的厚度，类型等场地类别等。

　　在抗震设计规范中，设计特征周期Tg与场地类别有关：

场地类别越高（场地越软），Tg越大；

地震震级越大、震中距离越远，Tg越大。

Tg越大，地震影响系数α的平台越宽，对于高层建筑或大跨度结构，基本周期较大，计算的地震作用越大。

　　场地卓越周期Ts：

地震波在某场地土中传播时，由于不同性质界面多次反射的结果，某一周期的地震波强度得到增强，而其余周期的地震波则被削弱。

这一被加强的地震波的周期称为该场地土的卓越周期。

场地卓越周期只反映场地的固有特征，不等同于设计特征周期。

其由场地的覆盖土层厚度和土层剪切波速计算求的。

　　场地脉动周期Tm：

应用微震对场地的脉动、又称为“常时微动”进行观测所得到的振动周期。

测试应在环境十分安静的情况下进行，场地的震动类似人体的脉搏，所以称为“脉动”。

场地脉动周期反映了微震动情况下场地的动力特征，与强地震作用下场地的动力特性既有关联，又不完全相同。

场地卓越周期、特征周期对建筑物的影响

　　自振周期避开特征周期可以减小地震作用。

当结构的自振周期超过设计特征周期时，地震作用就会随其自振周期的增大而减小。

当结构的自振周期小于0.1s时，地震作用会随其自振周期的增大而急剧增大。

实际的建筑结构的自振周期大都会大于设计特征周期，但一般不大于6.0s。

　　自振周期与场地的卓越周期相等或接近时地震时可能发生共振，震害比较严重，反之震害就小，国内外根据震害研究表明，在大地震时，由于土壤发生大变形或液化，土的应力——应变关系为非线性，导致土层剪切波速Vs发生变化。

因此，在同一地点，地震时场地的卓越周期将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而变化。

　　如果仅从数值上比较，场地脉动周期Tm最短，卓越周期Ts其次，特征周期Tg最长

结构自振周期是结构自由振动的周期；

结构基本周期是结构自振周期中最长（数值最大）的那个；

场地卓越周期是场地自振周期中最容易被（地震）激励起的周期；

场地特征周期（设计特征周期）是设计地震反应谱曲线上平台段结束（最右端）的同期值.

确定场地卓越周期T 

的方法及分类为:

第一, 

当场地内有强震记录时, 

通过频谱分析确定地震动卓越周期, 

这里称之为记录卓越周期, 

以T 

r 

表示。

第二, 

由常时微动测试分析确定, 

称为测试卓越周期, 

m 

第三, 

根据场地分层剪切波速测试结果按公式

（1） 

计算之, 

称为波速卓越周期, 

V 

笔者记为:

T 

是真实反应地震动的卓越周期, 

即工程抗震所需的场地卓越周期真值;

是接近场地固有周期的卓越周期;

v 

是与场地固有周期相比有一定误差（有时相当大） 

的卓越周期。

因此, 

当工程场地范围内有适宜的强震记录时, 

抗震设计应首先选用T 

r, 

其次可选用T 

尽量避免选用T 

（除非地基土层基本满足均匀平行的条件）。

由于适宜的强震记录不易获得, 

且因地层结构及局部地形地貌的改变有较大的变化, 

所以工程应用中多由常时微动测试分析确定卓越周期。

（1）象搞高层建筑、桥梁等，地质或岩土工程师会被要求提供场地的卓越周期，一般也是参考地区经验值。

比较粗略，但偏安全。

（2）地震烈度达到7度，结构设计一般要进行动力分析。

提供的东西多啦，地质人员需要做专门的谱分析。

建议地震反应谱和动幅值[其实是把典型地震谱按工程区的地震加速度放大或缩小，关键还是地震风险分析的可靠性和典型强震历时曲线的选取起作用]。

很幸运，本人2003年亲自搞过大坝地震风险性概率分析[即国内的超越概率]，国内一般是委托国家地震局权威机构进行，但我参与的国际项目要求地质人员就应该会[实际上没几个人会，连大学的教授明白的也不多，除非专门研究地震的专业人士]。

很骄傲，报告pass啦。

有人研究这个的可以交流交流。

场地卓越周期是场地土的基本周期，通过地脉动的测量资料可以求得场地土的卓越周期；

场地的特征周期是在抗震规范中给出的地震影响曲线中特征点的对应周期，地震影响曲线是设计反应谱理论的一种表达形式，特征点是人为设定的设计控制值，不仅与场地条件有关，而且还与设计地震的假定有关。

对土的动力特性的测定，除了抗震设计之外，还有其他的许多用途；

即使是抗震设计，也有各种方法，抗震规范中的设计反应谱理论也仅是最常用的一种常规方法，对于重要的工程也还需要作地震反应分析。

抗震规范中，在地震影响曲线上的特征周期的选用是一种通过处理的经验设计方法，配合这种方法需要测定波速或者根据经验方法来确定场地的类型。

卓越周期是强震记录的基本周期，或指场地土的基本周期；

也可认为是“场地脉动时的主导周期”

篇新闻报道

本报日前报道的一住宅与周边工厂设备发生“共振”，以致居家出现摇晃现象，今后有望在上海新建楼盘内得到根本解决。

记者昨天从市地震工程研究所获悉，上海已经完成《上海市地震安全性评价细则》的制定，规定凡建设高过百米、面积在10万平方米的楼房，都得先在建址把“地脉”。

市地震工程研究所所长、研究员沈建文告诉记者，去年开始，市计委、地震局、法制办就联合起草了《上海市地震安全性评价细则》，到目前为止，已完成相关内容的制定。

其中对建100米高、面积在10万平方米的工程，提出了明确要求：

即在项目立项审批的同时，必须对建设地进行钻孔探测，取得相关地脉动数据，并认定不妨碍建成后使用，方由设计单位设计建筑方案。

其实每幢建筑物都有其振动频率，但通常情况下，人们在绝大多数楼房中根本感觉不到振动存在，只有在建筑物振频与外界合拍，即叠加时，产生“共振”，并且“共振”频率超过一定数值时，人才会明显感到不适。

市地震局刘昌森研究员说，我们要做的，就是避免“共振”的产生及达到一定数值。

沈建文称，随着上海城市地下轨道交通的快速建设，在周边盖房建楼，前期测“地脉”不仅必需，而且非常必要。

因为，虽然上海的住宅及楼房设计标准很高，一般建设桩基都深达地下16米以上，结构也没问题，偶然出现的住宅间歇性“共振”，应该不会动摇整幢楼的根基，但从人的居住舒适度来说，毕竟还是个事儿。

据市地震工程研究所从事这项测试的周江南介绍，测试“地脉”主要有两种形式：

一种是专为重大工程或高精密度厂房建设，提供地震安全性评价报告，这项测试比较复杂，在测试时，必须在在建址处两个对应点，向地下各打两个深100米的孔，反复测量这一地区波速、地频数据，以保证工程建设，这一测试的花费约在3－6万元。

另一种是一般性楼房的建设所做的地下测试，称作“地脉动”，这种测试较简单，按打一个孔需6千元费用计算，费用为1万元左右。

记者在采访中了解到，建楼先把“地脉”在上海的生命性工程中已经实施。

市地震局研究员、市建委工程招投标专家刘昌森告诉记者，国家甲类建筑，即上海重大工程：

越江隧道、跨海河大桥、金茂大厦、东方明珠或建精密仪器厂等，都曾事先在建址做过严密的地震安全评价。

但是此前沪上房地产开发项目及商务楼盘建设，能事先在建设地把“脉”的，基本是凤毛鳞角。

业内人士分析其中的原因，一个是开发商根本不知道怎么回事，另一个则是怕手续烦琐，前期费用无形增加。

■新闻回放

位于漕宝路的新建住宅小区“兰馨苑”3幢高楼发生莫名其妙的摇晃，经地震专家多方检测，原来是这几幢高楼与附近一家石材二的锯石机发生了“共振”。

这一罕见现象给我国城市住宅建设环境标准提出了新课题。

地脉动测试一般规定

适用于周期在0.1～1.0s，振幅小于3μm的地脉动测试，为工程抗震和隔振设计提供场地的卓越周期和脉动幅值。

测试结果应包括下列内容：

（1）测试资料的数据处理方法及分析结果；

（2）脉动时程曲线；

（3）富氏谱或功率谱图；

（4）测试成果表。

设备和仪器

1、地脉动测试系统应符合下列要求：

（1）通频带应选择为1 

～40HZ，信噪比应大于80dB;

（2） 

低频特性应稳定可靠，系统放大倍数不应小于106；

（3）测试系统应与数据采集分析系统相配接。

2、传感器除应符合本规范第4.2.3条外，也可采用频率特性和灵敏度等满足测试要求的加速度型传感器；

对地下脉动测试用的速度型传感器、通频带应为1～ 

25HZ，并应严格密封防水。

3、放大器应符合下列要求：

（1）当采用速度型传感器时，放大器应符合本规范第4.2.4条的要求；

（2）当采用加速度型传感器时，应采用读通道适调放大器。

4、信号采集与分析系统宜采用多通道，模数转换器（A/D）位

数不宜小于12位；

曲线和图形显示不宜低于图像清晰度指标（VGA），并应具有抗混淆滤波功能，低通滤波宜为80dB/oct，计算机内存不应小于4.0MB，并应具有加窗功能和时域、频域分析软件。

5、测试仪器应每年在标准振台上进行系统灵敏度系数的标定，以确定灵敏度系数随频率变化的曲线。

测试方法

1、每个建筑场地的地脉动测点，不应少于2个；

也可根据工程需要，增加测点数量。

2、当记录脉动信号时，在距离观测点100m范围内，应无人为振动干扰。

3、测点宜选在天然土地基上及波速测试孔附近，传感器应沿东西、南北、竖向三个方向布置。

4、地下脉动测试时，测点深度应根据工程需要进行布置。

5、脉动信号记录时，应根据所需频率范围设置低通道滤波频率和采样频率，采样频率宜取50 

～ 

100HZ，每次记录时间不应少于15min，记录次数不得少于2次。

数据处理，宜作富氏谱或功率谱分析；

每个样本数据宜采用1024个点；

采样间隔宜取0.01～0.02s，并应按下列公式计算：

T=1/f

式中 

T——场地卓越周期（s）；

ƒ——卓越频率（HZ）。

3、卓越频率应按下列规定确定：

（1）按谱图中最大峰值所对应的频率确定；

（2）当谱图中出现多峰的峰值相差不大时，