2. Földrengési hullámok. -P, S, R, L hullámok -földrengési hullámok észlelése



Hasonló dokumentumok
A legpusztítóbb természeti katasztrófa?

3. Földrengések jellemzői. -Richter -EMS -Gutenberg-Richter -akcelerogram

Tartószerkezetek II. Földrengés

TERVEZÉS FÖLDRENGÉSRE LGM_SE_013_1

Tervezés földrengés hatásra: bevezetés az Eurocode 8 alapú tervezésbe

Földrengésvédelem Példák 1.

Tervezés földrengés hatásra II.

Hasznos tanácsok, mi a teendő földrengés előtt, a rengés alatt és utána

Mechanika I-II. Példatár

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

SZEMMEL méretezm. ldrengésre. Előadó: Tornai László tartószerkezeti vezető tervező KÉSZ Építő Zrt december 16. 1

Rezgés tesztek. 8. Egy rugó által létrehozott harmonikus rezgés esetén melyik állítás nem igaz?

Tartószerkezetek földrengési méretezésének hazai kérdései az előregyártott szerkezetek tekintetében

Rezgőmozgás, lengőmozgás

SZEMMEL 1.rész: a földrengés keletkezése

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

SZEMMEL. Előadó: Tornai László tartószerkezeti vezető tervező KÉSZ Építő Zrt

TARTÓ(SZERKEZETE)K. 10. Földrengésre való tervezési kérdések és építészeti vonatkozásai TERVEZÉSE II. Dr. Szép János Egyetemi docens

Földrengésvédelem Példák 2.

Rezgések és hullámok

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

A falazott szerkezetek méretezési lehetőségei: gravitációtól a földrengésig. 4.

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Gyakorló feladatok Feladatok, merev test dinamikája

Diagnosztika Rezgéstani alapok. A szinusz függvény. 3π 2

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

5. Talajdinamika. -talajparaméterek -helyettesítő lineáris modell -laboratóriumi mérések -helyszíni mérések

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

TANTÁRGYI ADATLAP I. TANTÁRGYLEÍRÁS

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

védelme Használhatósági határállapot és követelmény: az értékek védelme Differenciálás: a ráfordítások Step 1 Evaluation of seismic sources

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Járművek lengései. Gépjármű Futóművek II. Szabó Bálint

MEMS eszközök redukált rendű modellezése a Smart Systems Integration mesterképzésben Dr. Ender Ferenc

Rugalmasan ágyazott gerenda. Szép János

1. A hang, mint akusztikus jel

Drótos G.: Fejezetek az elméleti mechanikából 4. rész 1

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

KÍSÉRLETI MODÁLIS ELEMZÉS

Korszerű Diagnosztikai Módszerek

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 1. (b) Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Irányításelmélet és technika I.

Rezgő testek. 48 C A biciklitől a világűrig

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

MARE RENDEZVÉNY Balatonkenese, Robbantásokkal és egyéb zajokkal keltett vibrációk intenzitása

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Dugattyú Ø [mm]

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

1. Egyensúlyi pont, stabilitás

Nyomás a dugattyúerők meghatározásához 6,3 bar. Nyersanyag:

Hullámok, hanghullámok

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Hangintenzitás, hangnyomás

A hang mint mechanikai hullám

GÉPEK DINAMIKÁJA 7.gyak.hét 1. Feladat

Inga. Szőke Kálmán Benjamin SZKRADT.ELTE május 18. A jegyzőkönyv célja a matematikai és fizikai inga szimulációja volt.

Összefoglaló kérdések fizikából I. Mechanika

Első sajátfrekvencia meghatározása vasúti fékpaneleknél XIV. ANSYS Konferencia Budaörs,

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

TARTÓSZERKEZETEK II. VASBETONSZERKEZETEK

FIZIKA I. RÉSZLETES VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

Transzformátor rezgés mérés. A BME Villamos Energetika Tanszéken

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása

Földrengésvédelem Példák 3.

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Szerkezettan

Az elméleti mechanika alapjai

6. Eurocode 8. általános szabályok meglévő épületek geotechnikai vonatkozások

STATIKAI SZÁMÍTÁS (KIVONAT) A TOP Társadalmi és környezeti szempontból fenntartható turizmusfejlesztés című pályázat keretében a

l 1 Adott: a 3 merev fogaskerékből álló, szabad rezgést végző rezgőrendszer. Adott továbbá

Mechanikai rezgések = 1 (1)

2.4. Coulomb-súrlódással (száraz súrlódással) csillapított szabad rezgések

2. MECHANIKA 2. MECHANIKA / 1. ω +x

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

Rugalmas tengelykapcsoló mérése

1. MECHANIKA Periodikus mozgások: körmozgás, rezgések, lengések

Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan)

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Vezetett hengerek, Sorozat GPC-TL Ø mm Kettős működésű Sikló megvezetés Csillapítás: elasztikus mágneses dugattyúval

Műszaki Tudományi Kar Szerkezetépítési és Geotechniaki Tanszék szervezésében TMDK tábor

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

2. MECHANIKA Periodikus mozgások: körmozgás, rezgések, lengések

Dinamika. p = mυ = F t vagy. = t

1. melléklet: Szabványok által definiált hatások és azok előfordulásai

Új szerkezetek viselkedési tényezőjének meghatározása Acél trapézlemezes merevítőfal szeizmikus viselkedése

Anyagvizsgálati módszerek

DINAMIKAI VIZSGÁLAT OPERÁTOROS TARTOMÁNYBAN Dr. Aradi Petra, Dr. Niedermayer Péter: Rendszertechnika segédlet 1

Átírás:

42 2. Földrengési hullámok -P, S, R, L hullámok -földrengési hullámok észlelése

P hullám primer, kompressziós 43 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

S hullám szekunder, nyíró 44 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

Felszíni hullám R Rayleigh 45 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

Felszíni hullám L - Love 46 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

Földrengési hullámtípusok 47 Elsődleges, P, kompressziós, longitudinális hullám Másodlagos, S, nyíró-, torziós hullám Rayleigh, R, felszíni hullám Love, L, felszíni hullám

Földrengési hullámok észlelése 48 iris.edu

49 3. Földrengések jellemzői -Richter -EMS -Gutenberg-Richter -akcelerogram

Földrengések jellemzése 50 Richter skála (magnitúdó) felszabaduló energia logaritmusával arányos EMS (European Macroseismic Scale) I-XII szerkezeteken észlelt károkkal arányos Felületi hullám magnitúdó (felszíni hullám) Térhullám magnitúdó (p hullám) Momentum magnitúdó (forrás mechanikai jell) Akcelerogram (mérési helyi altalajtól is függ) Max. amplitúdó/max. gyorsulás/energia

EMS skála 51 I. Nem érzékelhető Senki által nem érzékelhető. II. Alig érzékelhető III. Gyenge IV. Széles körben érezhető V. Erős VI. Kisebb károkat okozó A rezgést csak egy-egy, elsősorban fekvő ember érzi, különösen magas épületek felsőbb emeletein. A rezgés gyenge, csak néhányan érzik, ők is főleg épületeken belül. A fekvők lengést vagy gyenge remegést éreznek, több tárgy észrevehetően megremeg. A rengést épületen belül sokan érzik, a szabadban kevesen. Néhányan felébrednek rá. A rezgés erőssége ijesztő lehet. Ablakok, ajtók, edények megcsörrennek, felfüggesztett tárgyak lengenek, de az épületek jellemzően nem károsodnak. A rengést épületen belül a legtöbben érzik, és a szabadban is sokan. Sok alvó ember felébred, néhányan a szabadba menekülnek. A rezgés erős, egész épületrészek remegnek meg, a felfüggesztett tárgyak nagyon lengenek. Tányérok, poharak összekoccannak, fej-nehéz tárgyak felborulnak. Ajtók, ablakok kinyílnak vagy bezáródnak. Épületen belül mindenki érzékeli, a szabadban is majdnem mindenki érzi. Épületben tartózkodók közül sokan megijednek, és a szabadba menekülnek. Kisebb tárgyak leesnek. Hagyományos épületek közül sokban keletkezik kisebb kár, hajszálrepedés a vakolatban, kisebb vakolatdarabok le is hullnak.

EMS skála 52 VII. Károkat okozó A legtöbb ember megrémül, és a szabadba menekül. Bútorok elmozdulnak, a polcokról sok tárgy leesik. Sok épület szenved csekély vagy mérsékelt sérülést, kisebb repedések keletkeznek a falakban, kémények ledőlnek. VIII. Súlyos károkat okozó Bútorok felborulnak. A legtöbb épület megsérül: a kémények ledőlnek, a falakban nagy repedések keletkeznek, néhány épület részlegesen összedől. Személygépjárművet vezető emberek is észlelik a rengést. IX. Pusztító Oszlopok, műemlékek ledőlnek vagy elferdülnek. Az ablakok betörnek, sok hagyományos épület részlegesen, néhány pedig teljesen összedől. X. Nagyon pusztító Sok épület összedől, a földfelszínen repedések és földcsuszamlások keletkeznek. XI. Elsöprő A legtöbb épület romba dől. XII. Teljesen elsöprő Minden építmény megsemmisül. A földfelszín megváltozik.

Az M magnitúdót meghaladó rengések átlagos éves előfordulása Gutenberg-Richter összefüggés 53

Gutenberg-Richter összefüggés 54 Magnitúdó Átlagos éves gyakoriság Visszatérési periódus, év 6.0 0,112 8,9 3.0 18,88 0,05

Gyorsulási diagram (akcelerogram) Acceleration vs. Time 4.0000E-01 3.0000E-01 2.0000E-01 1.0000E-01 Accel (g) 0.0000E+00-1.0000E-01-2.0000E-01-3.0000E-01-4.0000E-01 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 El Centro, Kalifornia 1940 Time (sec)

Gyorsulási diagram (akcelerogram) 4.0000E-01 Acceleration vs. Time, t=16.00 to 20.00 seconds 3.0000E-01 2.0000E-01 1.0000E-01 Accel (g) 0.0000E+00-1.0000E-01-2.0000E-01-3.0000E-01-4.0000E-01 16.00 16.50 17.00 17.50 18.00 18.50 19.00 19.50 20.00 El Centro, Kalifornia 1940 Time (sec)

Harmonikus rezgőmozgás x Asin( t ) x ahol x elmozdulás, x A cos( t sebesség, ) x x 2 Asin( t gyorsulás ) A hullám amplitúdója körfrekvencia(radián / sec) Displ. (m) 1.00E-02 8.00E-03 6.00E-03 X=A sin(ωt-φ) 4.00E-03 2.00E-03 0.00E+00-2.00E-03 SDOF Response válasz amplitúdó Amplitude t idő tömeg: Mass = 10,132 10.132 kg csillapítás Damping = 0.00 0,00 rugóállandó Spring = 1.0 = 1,0N/m n ω n = = k/m=0.314 = 0,314 r/s r/s kezdeti Drive Freq seb. = 0.0 0,0 m/s kezdeti Drive Force elm. = 0.0 0,01 Nm Initial Vel. = 0.0 m/s Initial Disp. = 0.01 m fázis(radián) -4.00E-03-6.00E-03-8.00E-03 periódusidő=1/frekvencia Period=1/Frequency -1.00E-02 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 time (sec) time (s)

Harmonikus rezgőmozgás 58 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

Fourier transzformáció Földrengés=harmonikus rezgések összege 59 t i N s s S e X t x 2 / 0 Re ) ( 2 2,..., 0,1, 2 N s t N s S 1 0 1 0 2 1, 2 2 0,, 1 N k t k i k N k t k i k S N s ha e x N N s s ha e x N X S S ) sin( ) cos( t k i t k e S S t k i S gyorsulás N=adatsor adatszáma Komplex Fourier amplitúdó 1 0,1,2,..., ), ( N k t k x x k

Fourier transzformáció

magnitudó Fourier transzformáció 61 El Centro Fourier földrengés Transform akcelerogramjának of El Centro Accleration Fourier Record transzformációja 0.008 0.007 0.006 0.005 Magnitude 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0 20 40 60 80 100 120 Circular körfrekvencia, Frequency, v

62 4. Dinamikai alapok -egyszabadságfokú rendszer -rugalmas válaszspektrum -tervezési válaszspektrum -többszabadságfokú rendszer

Rugalmas válaszspektrum egyszabadságfokú rendszer 63 (a) x k/2 P sin( ) 0 t m (a) m x cx kx (b) c k/2 x g x t x földrengés P 0 sin( t) k/2 m (b) mx mx g cx kx 0 or mx cx kx mx P D c / g c crit c k/2 earthquake c crit ( t) km m = a rendszer tömege c = a rendszer csillapítása (dugattyú) k = a rendszer merevsége (rugóállandó) x g = a talaj elmozdulása x = a tömegpont elmozdulása x x = a tömegpont sebessége = a tömegpont gyorsulása P sin( ) 0 t = gerjesztő erő sajátfrekvencia n k m csillapítatlan; d k m (1 D 2 ) csillapított

Gerjesztett egyszabadságfokú rendszer 64 f 0 =0.4, f 0 =1.01, f 0 =1.6 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

Válaszspektrum analízis Dulácska, Joó, Kollár: Tartószerkezetek tervezése földrengési hatásokra 65 Egyszabadságfokú rendszer Rugalmas szerkezet (duktilitás nincs) Periódusidő (vagy sajátfrekvencia) és csillapítás T n =1s T n =2s T n =3s

Válaszspektrum analízis Dulácska, Joó, Kollár: Tartószerkezetek tervezése földrengési hatásokra 66

Csillapított harmonikus rezgőmozgás 67 Dr. D. Russel http://www.acs.psu.edu/

A csillapítás szerepe 68 x k/2 m c 5% csillapítás 10 % csillapítás 15% csillapítás

69 A talajrétegek szerepe

1-D Talajválasz elemzés (site response analysis) 70 Szerkezeti válasz x k/2 m c Szabadfelszíni mozgások 1. talajréteg: G 1,ρ 1,D 1.. j. talajréteg: Soil j: G j,ρ j,d j.. Függőlegesen terjedő hullámok m. talajréteg: G m,ρ m,d m Vsz. polarizált Földrengés az alapkőzeten

71 Talajtípus EC8 szerint

Rugalmas válaszspektrum 72 1-es típus 2-es típus

73

Duktilitási osztályok (ductility class) 74 Alacsony (LOW): No Dissipation of Energy DCL Közepes(MEDIUM): Predictable and Repeatable DCM Magas (HIGH): Predictable, Repeatable, Stable DCH Rugalmas válaszspektrum értékeit osztjuk q -val q: viselkedési tényező (q 0 =1,5, de lehet 4-5 is!)

q viselkedési tényező hatása 4 3,5 3 2,5 S/a g 2 B Elastic Type 1 B Elastic Type 2 B Design1 q=1.5 B Design2 q=1.5 1,5 1 0,5 75 0 0,01 0,1 T (sec) 1 10

Többszabadságfokú rendszerek 76 1DOF 2DOF 3DOF

Többszabadságfokú rendszerek 77 x 3 m 3 k 3 /2 k 3 /2 Vízszintes erők módszere x 1 k 1 /2 x 2 k 2 /2 c 2 c 3 m 2 k2/2 m 1 k 1 /2 Modális válaszspektrum analízis Időfüggvény szerinti vizsgálat (time history analysis) y y 2 3 y y 4 1 y 5 c 1 (a) θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 θ 5 (b)

Szerkezeti szabályosság következményei 78 Szabályosság Megengedett egyszerűsítés Viselkedési tényező Alaprajzi Magassági Modell Lineárisan rugalmas számítás (lineáris számításhoz) Igen Igen Síkbeli Vízszintes erők m. Referenciaérték Igen Nem Síkbeli Modális válaszspektrum Csökkentett érték Nem Igen Térbeli Vízszintes erők m. Referenciaérték Nem Nem Térbeli Modális válaszspektrum Csökkentett érték

Időfüggvény szerinti vizsgálat FEM modellel t M u K u p e i u U e it akkor 2 K M U p Merev alapréteg Gyorsulás mint gerjesztő hatás