A válaszspektrum (eng. Response spectrum , A volt Szovjetunió és az Orosz Föderáció normáiban a spektrális dinamikai tényező [1] fogalmát használták és használják továbbra is a szeizmikus hatások felmérésére ) számos rendszer csúcsválaszának burkológörbéje egy szabadságfokkal (SDOF) különböző periódusokkal. [2] Az eredményül kapott diagram felhasználható bármely lineáris rendszer válaszának ábrázolására a természetes frekvenciája alapján. Az egyik ilyen alkalmazás az épületek földrengésre adott csúcsreakciójának felmérése. A tudomány felhasználhat néhány értéket a talajreakció spektrumából (amelyet egy szeizmográf talajmozgási rekordjaiból számítanak ki) a szeizmikus károsodások korrelálására.
Ha a válaszspektrum számításánál használt bemenet stacionárius, akkor a stacionárius eredmény fix. A csillapításnak jelen kell lennie , különben a válasz végtelen lesz. A nem helyhez kötött bemenetek (például mozgás a szeizmikus talajban) esetén csúcsreakciót jeleznek. Általában feltételeznek bizonyos szintű csillapítást, de csillapítás nélkül is kaphatunk értéket.
A válaszspektrumok több rezgésmóddal rendelkező lineáris rendszerek (több szabadságfokkal rendelkező rendszerek) válaszának kiértékelésére is használhatók, bár csak alacsony csillapítási szint esetén pontosak. A módok azonosítására modális elemzést végeznek, és ebben a módban a válasz kiválasztható a válaszspektrumból. Ezeket a csúcsválaszokat azután kombinálják az általános válasz becsléséhez. Tipikus kombinációs módszer a négyzetgyökösszeg (SRSS), ha a modális frekvenciák nem közelítenek egymáshoz. Az eredmény jellemzően eltér attól az eredménytől, amelyet közvetlenül a bemeneti jelből számítanak ki, mivel a fázisinformáció elveszik a válaszspektrum generálása során.
A válaszspektrumok használatának fő korlátja az, hogy univerzálisan alkalmazhatók lineáris rendszerekre. Válaszspektrumok generálhatók nemlineáris rendszerekre, de csak azonos nemlinearitású rendszerekre alkalmazhatók, bár történtek kísérletek nemlineáris szeizmikus tervezési spektrumok kidolgozására szélesebb szerkezeti alkalmazásokkal. Ennek eredményei nem kombinálhatók közvetlenül többmódusú válaszhoz.
A válaszspektrumok nagyon hasznos mérnöki eszközök a szerkezetek és berendezések földrengések alatti teljesítményének elemzéséhez, mivel sokuk többnyire egyszerű oszcillátorként viselkedik (egy szabadságfok). Így, ha ismeri a szerkezet frekvenciáját, akkor az épület csúcsválaszát meg lehet becsülni úgy, hogy a megfelelő frekvenciára a földreakció spektrumából számítjuk ki az értéket. A szeizmikus területeken a legtöbb állami építési szabályzatban ez az érték szolgál alapul az épületnek ellenálló erők kiszámításához.
1941-ben Kaliforniában George W. Hausner elkezdte publikálni a gyorsulási spektrum számításait. Newmark és Hall 1982-es Earthquake Design and Spectra című monográfiájában leírták, hogyan fejlesztettek ki egy "idealizált" szeizmikus válaszspektrumot a rendelkezésre álló földrengés-rekordokból generált válaszspektrum alapján. Ezt azután a szerkezeti tervezésben használható tervezési válaszspektrummá fejlesztették, és ez az alapforma (néhány módosítással) ma a szerkezeti tervezés alapja a világ szeizmikus régióiban (általában a szerkezeti "időszakra", a frekvencia reciproka). A névleges csillapítást feltételezzük (a kritikus csillapítás 5%-a).
A "hétköznapi" alacsony épületek esetében a földrengésekre adott szerkezeti választ alapvető mód jellemzi ("hullámozás" oda-vissza), és a legtöbb építési szabályzat lehetővé teszi az erők tervezését a válaszspektrum és ez a frekvencia alapján, de bonyolultabb. a struktúrák gyakran több módhoz tartozó eredmények kombinációját igénylik (modális elemzéssel számítják). Szélsőséges esetekben, amikor a szerkezetek túl szabálytalanok, túl magasak vagy értéket képviselnek a társadalom számára a katasztrófa-reagálás során, a válaszspektrum-megközelítés már nem megfelelő, és összetettebb elemzésre van szükség, például nemlineáris szeizmikus tolerancia-elemzésre .
A válaszspektrum elméletét 1932 és 1942 között dolgozta ki Maurice Biot [3] .
| geotechnika | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||
| Alapozás |
| ||||||
| Fenntarthatóság | |||||||
| földrengések |
| ||||||
| Geoszintetika | |||||||
| Szoftver |
| ||||||