地震加速度对设备的影响（什么是地震加速度）

本文目录一览：

• 1、在模拟地震振动台试验中，一般采用多次性加载方案，该方案有何不足
• 2、加速度传感器的应用原理,加速度传感器在地震上的应用方向?
• 3、地震加速度的简介
• 4、地震特征周期调整，对建筑物设计和实物到底影响多大

在模拟地震振动台试验中，一般采用多次性加载方案，该方案有何不足

模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波地震加速度对设备的影响的试验地震加速度对设备的影响，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法地震加速度对设备的影响，这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥地震加速度对设备的影响了重要的作用，而且其应用的领域仍在不断地扩大。模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。

20世纪70年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合，使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高，并极大地促进了结构抗震研究的发展。

二、常用振动台及特点

振动台可产生交变的位移，其频率与振幅均可在一定范围内调节。振动台是传递运动的激振设备。振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。常见的振动台分为三类，每类特点如下地震加速度对设备的影响：

1、 机械式振动台。所使用的频率范围为1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，价格比较便宜，振动波形为正弦，操作程序简单。

2、 电磁式振动台。使用的频率范围较宽，从直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大推

力200kN，几乎能对全部功能进行高精度控制，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，只有极低的失真和噪声，尺寸相对较大。

3、 电液式振动台。使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力

6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。

4、 电动式振动台。是目前使用最广泛的一种振动设备。它的频率范围宽，小型振动台频率

范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。振动台的驱动线圈正式处在一个高磁感应强度的空隙中，当需要的振动信号从信号发生器或振动控制仪产生并经功率放大器放大后通到驱动线圈上，这时振动台就会产生需要的振动波形。组成部分：基本上由驱动线圈及运动部件、运动部件悬挂及导向装置、励磁及消磁单元、台体及支承装置。

三、组成及工作原理

1.振动台台体结构

振动台台面是有一定尺寸的平板结构，其尺寸的规模由结构模型的最大尺寸来决定。台地震模拟振动台的组成和工作原理 体自重和台身结构是与承载试件的重量及使用频率范围有关。一般振动台都采用钢结构，控制方便、经济而又能满足频率范围要求，模型重量和台身重量之比以不大于2为宜。振动台必须安装在质量很大的基础上，基础的重量一般为可动部分重量或激振力的10~20倍以上，这样可以改善系统的高频特性，并可以减小对周围建筑和其他设备的影响。

2.液压驱动和动力系统

液压驱动系统给振动台以巨大的推力，按照振动台是单向(水平或垂直)、双向〔水平一水平或水平一垂直)或三向(二向水平一垂直)运动，并在满足产生运动各项参数的要求下，各向加载器的推力取决于可动质量的大小和最大加速度的要求;自前世界上已经建成的大中型的地震模拟振动台，基本是采用电液伺服系统来驱动。它在低频时能产生大推力，故被广泛应用。

3.控制系统

在目前运行的地震模拟振动台中有两种控制方法:一种是纯属于模拟控制;另一种是用数字计算机控制。模拟控制方法有位移反馈控制和加速度信号输入控制两种。在单纯的位移反馈控制中，由于系统的阻尼小，很容易产生不稳定现象，为此在系统中加入加速度反馈，增大系统阻尼从而保证系统稳定。与此同时，还可以加入速度反馈，以提高系统的反应性能，由此可以减小加速度波形的畸变。为了能使直接得到的强地震加速度记录推动振动台，在输入端可以通过二次积分，同时输入位移、速度和加速度三种信号进行控制。

为了提高振动台控制精度，采用计算机进行数字迭代的补偿技术，实现台面地震波的再现。试验时，由振动台台面输出的波形是期望再现的某个地震记录或是模拟设计的人工地震波。由于包括台面、试件在内的系统的非线性影响，在计算机给台面的输入信号激励下所得到的反应与输出的期望之间必然存在误差。这时，可由计算机将台面输出信号与系统本身的传递函数(频率响应)求得下一次驱动台面所需的补偿量和修正后的输入信号。经过多次迭代，直至台面输出反应信号与原始输人信号之间的误姜小与预先给定的量值，完成佚代补偿并得到满意的期望地震波形。

4.测试和分析系统

测试系统除了对台身运动进行控制而测量其位移、加速度等外，还可对被测试模型进行多点测量，一般是测量位移、加速度和应变等，根据需要来了解整个模型的反应。位移测量多数采用差动变压器式和电位计式的位移计，可测量模型相对于台面的位移或相对于基础的位移;加速度测量多采用应变式加速度计、压电式加速度计，近年来也有采用差容式或伺服式加速度计。

电液式激振器的优点是重量轻、体积小，但却能产生很大的激振力，这种电液式激振器又称为动力千斤顶、电液伺服千斤顶、加振器、作动器等。电液式振动台推力可达几十kN~几百kN，主要用于大型结构物的振动试验，诸如汽车的行驶模拟试验、工程结构的抗震试验、飞行器的动力试验以及电工、电子产品的整机环境试验、筛选试验等。 四、加载设计

1、地震模拟振动台试验的加载设计

地震模拟振动台试验的加载设计是非常重要的，荷载选取过大，试件可能很快进人塑性阶段甚至破坏倒塌，难以完整地量测和观察到结构的弹性和弹塑性反应的全过程，甚至可能发生安全事故。荷载选取太小，不能达到预期日的。产生不必要的重复。影响试验进展，而且多次加载能对试件产生损伤积累。因此，为获得系统的试验资料，必须周密地考虑试验加载程序的设计。

进行结构抗震动力试验，振动台台面的输人一般选用地面运动的加速度。常用的地震波谱有天然地霞记录和拟合反应谱的人工地震波。

振动台是一个非线性系统，直接用地震波信号通过D/A转换和模拟控制系统放大后驱动振动台，在台面上无法得到所要求的地震波。在实际试验时，地展模拟振动台的计算机系

统将根据振动台的频谱特性。对输入的地震波进行分析、计算，经处理后再进行D/转换和模拟放大，使振动台能够再现的地震波。

2、在选择和设计台面的输人运动时，需要考虑下列有关因素：

(1)试验结构的周期

如果模拟长周期结构并研究它的破坏机理，就要选择长周期分量占主导地位的地震记录或人工地震波，以便使结构能产生多次瞬时共振而得到清晰的变化和破坏形式

(2)结构所在的场地条件

如果要评价建立在某一场地土上的结构的抗震能力，就应选择与这类场地土相适应的地震记录，即要求选择地震记录的频谱特性尽可能与场地的频谱特性相一致，并需要考虑地震烈度和震中距离的影响。在进行实际工程地震模拟振动台试验时，这个条件尤其重要。

(3)考虑振动台台面的输出能力

主要考虑振动台台面的输出的频率范围、最大位移、速度和加速度、台面承载能力等性能，在试验前应认真核查振动台台面特性曲线是否满足试验要求。

3、地震模拟振动台试验的加载过程和试验方法

地震模拟振动台试验的加载过程包括:结构动力特性试验、地震动力反应试验和量测结构不同工作阶段(开裂、屈服、破坏阶段)自振特性变化等试骏内容。

结构动力特性试验，是在结构模型安装在振动台以前，采用自由振动法或脉动法进行试验量测。试验时应将模型基础底板或底梁固定。模型安装在振动台上以后则可采用小振幅的白噪声输人振动台台面，进行激振试验，量侧台面和结构的加速度反应。通过传递函数、功率谱等频谱分析，求得结构模型的自振频率、阻尼比和振型等参数。也可采用正弦波输人连续扫频，通过共振法测得模型的动力特性。当采用正弦波扫频试验时，应特别注意由于共振作用对结构模型强度所造成的影响，避免结构开裂或破坏。

根据试脸目的的不同，在选择和设计振动台台面输人加速度时程曲线后，试验的加截过程可以是一次性加载或多次加载的不同方案。

加速度传感器的应用原理,加速度传感器在地震上的应用方向?

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。加速度传感器有两种：一种是角加速度传感器，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种就是线加速度传感器。

加速度传感器和陀螺仪通常称为惯性传感器，常用于各种设备或终端中实现姿态检测，运动检测等，也就很适合玩体感游戏的人群。加速度传感器利用重力加速度，可以用于检测设备的倾斜角度，但是它会受到运动加速度的影响，使倾角测量不够准确，所以通常需利用陀螺仪和磁传感器补偿。同时磁传感器测量方位角时，也是利用地磁场，当系统中电流变化或周围有导磁材料时，以及当设备倾斜时，测量出的方位角也不准确，这时需要用加速度传感器（倾角传感器）和陀螺仪进行补偿。

近年来，在发改委的支持下，中国地震局开始组织基于下一代互联网络技术的地震加速度传感器的研制工作。新型的地震加速度传感系统，改变过去布设加速度传感器用于场地观测和城市规划的传统场地观测思想，把系统的功能定位在快速实时获取城市地震动和烈度分布区域和为救灾减灾服务上，制定了“方便联网、安装简便、海量部署、快速反应”指导思想，要求研制的加速度传感器要有消费电子产品的简单、耐用和便宜特性，可以适当降低仪器的灵敏度(针对较大地震)，组网后数据汇集产生规模效益。

新型地震加速度传感器，采用传感器和控制系统一体化的设计，传感器采用低功耗微型电子电容式加速度传感器，控制系统使用嵌入式系统，配置了数据采集、电源、授时、通信等模块，具备有线、无线的多种通信功能，可以在室内外进行大量的布设，通过多种方式联网，可及时将数据传回处理中心进行实时处理。

参考资料传感器专家网

地震加速度的简介

1.地震时地面运动的加速度。可以作为确定烈度的依据。在以烈度为基础作出抗震设防标准时,往往对相应的烈度给出相应的峰值加速度。例如,中国的新地震烈度表(1980)规定,烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ时相对应的峰值加速度平均值分别为0.125g、0.25 g、0.5 g、1.0g。在日本地震烈度表中也包括有与每一烈度相当的地震加速度值。

2.关于《抗震规范中》设计基本地震加速度与《中国地震动参数区划图》的地震动峰值加速度值的区别？设计基本地震加速度，指的是建设部1992年7月3日颁发的建标【1992】419号《关于统一抗震设计规范地面运动加速度设计取值的通知》规定的加速度值，其规定如下：

设计基本地震加速度值：50年设计基准期超越概率10%的地震加速度设计取值，其中取值 7度0.10g,8度0.20g,9度0.40g

这里的设计基本地震加速度的取值与《中国地震动参数区划图》所规定的地震动峰值加速度相当，只是在0.10g和0.20g之间有一个0.15g,0.20g与0.40g之间有一个0.30g的区域，这两个区分别同7度和8度地区相当

而《地震动参数区划图》提供了二类场地上，50年超越概率为10%的地震动参数。

地震特征周期调整，对建筑物设计和实物到底影响多大

般言能理解第、第二组概相规范设计近震仅与特征周期关且周期越组越地震加速度对设备的影响；第三组概相于规范设计远震峰值加速度区划图（A1图）仅与峰值加速度衰减区段关特征周期区划图（B1图）仅与峰值加速度衰减区段关与特征周期关具体应关系地震加速度对设备的影响：

1 区划图B10.35s0.40s区域作设计震第组；

2 区划图B10.45s区域数作设计震第二组；其借用89规范按烈度衰减等震线确定设计远震规定取加速度衰减影响列区域作设计震第三组：

设计震组平面图

1)区划图A1峰值加速度0.2g减至0.05g影响区域0.3g减至0.1g影响区域；

2)区划图B10.45s且区划图A1≥0.4g峰值加速度减至0.2g及影响区域

根据《抗规》第3.2.3条：

Ⅱ类场第组、第二组第三组设计特征周期应别按0.35s、0.40s0.45s采用

震烈度区划图或震参数区划图适用范围：①家经济建设土利用规划基础资料；②般工业与民用建筑抗震设防要求；③制定减轻防御震灾害策依据

两图表

震参数区划图两图表其两图震峰值加速度区划图震反应谱特征周期区划图

两张区划图设防水准50超越概率10%即相于GB 50011-2001 规范所定设防烈度（或设计基本震加速度应烈度）概率水准

两图场条件平坦稳定般（硬）场两图定义震峰值加速度震加速度反应谱相应水平加速度；定义震反应谱特征周期震反应谱始降点周期

表震反应谱特征周期调整表采用四类场划

两表提供特征周期区：1区（近震区）2区（远震区）3（远震区）设计震组特征周期各区调整设计震第二三组并按场内给设计特征周期值