GB T 4797.7-2008 电工电子产品环境条件分类.自然环境条件.地震振动和冲击.pdf

1、ICS 19040K 04 琶目中华人民共和国国家标准GBT 47977-20081EC 607212-6：1990电工电子产品环境条件分类自然环境条件 地震振动和冲击Classification of environmental conditions of electric and electronic products-Environmental conditions appearing in nature-Earthquake vibration and shock(IEC 6072126：1990，Classification of environmental conditionsPa

2、rt 2：Environmental conditions appearing in natureEarthquake vibration and shock，IDT)2008-12-30发布 20091101实施宰瞀髁紫瓣譬糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会厘1”前言引言1范围和目的2规范性引用文件3概述-4地震等级5用响应谱对地震环境的描述6地震区划图目 次GBT 47977-20081EC 607212-6：1990V111234刖 昌GBT 47977-2008IEC 60721-2-6：1990GBT 4797目前包括以下8个部分；GBT 47971 电工电子产品自然环境条件 温度和

3、湿度GBT 47972电工电子产品自然环境条件第2部分：海拔与气压、水深与水压GBT 47973 电工电子产品自然环境条件生物GBT 47974 电工电子产品自然环境条件太阳辐射和温度GBT 47975 电工电子产品环境条件分类 自然环境条件 降水和风GBT 47976 电工电子产品自然环境条件尘、沙、盐雾GBT 47977电工电子产品环境条件分类 自然环境条件地震振动和冲击GBT 47978 电工电子产品环境条件分类 自然环境条件火灾暴露本部分是GBT 4797的第7部分。本部分等同采用IEC 6072126：1990环境条件分类第2部分：天然地震振动和冲击中的环境条件。为了便于使用，本部分

4、傲了下列编辑性修改：删除了国际标准的前言；增加了国家标准前言；-将国际标准的引言转换为本部分的引言；“IEC721的本部分”一词改为“GBT 4797的本部分”或“本部分”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”。本部分由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SACTC 8)提出并归口。本部分起草单位：广州大学、广州电器科学研究院、苏州试验仪器总厂、苏州东菱振动试验仪器有限公司和中国船舶重工集团公司第七0四研究所。本部分主要起草人：徐忠根、颜景莲、胡新华、江运泰、钱昭俊、吴鹏飞、徐立义。GBT 47977-2008IEC 60721-2-6：1990引 言GBT 4797的本部分

5、作为产品选择适当的地震参数严酷等级时的背景材料。采用GBT 4796的严酷等级。更详细资料可参阅专业文献，如ISO 6258：1985，核电厂抗震设计。GBT 47977-20081EC 607212-6：1990电工电子产品环境条件分类自然环境条件地震振动和冲击1范围和目的GBT 4797的本部分给出了关于天然地震振动和冲击下的环境条件。其目的是定义地震的一些基本特性和特征量，以给在贮存和使用过程中可能会遭受这些条件的产品提供背景材料。仅给出了地面条件的加速度。对结构条件有所提及，但是仅限于一般条件的描述。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 4797的本部分的引用而成为本部分的条款。

6、凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 4796-2008电工电子产品环境条件分类第l部分：环境参数及其严酷程度(IEC 607211：2002，IDT)3概述地震带来的影响是振动，而振动可以通过随机过程模拟。该振动会对产品产生影响，并对产品产生多种方式的应力。本部分旨在提供地震的信息，以及产品在地震期问的动力学性能。本部分给出的数值都是典型示例，不应作为标准值。31地震振动的起源和传播当应力积累到足以导致破坏地壳的程度时，就

7、会发生地震。这些不稳定因素存在于地震活跃区，这些地区跟一些地理因素相关，如海槽、海脊、山脊、火山、海沟、构造断层等。突然断裂释放出的势能会从震源以三种不同速度的基波形式向外传播：纵波，在传播方向上使岩石挤压或者扩张；一横渡，垂直于传播方向上使岩石受扭转剪切；-面波，是前面两种波的组合，受地面条件限制。32地震振动的特性地震产生随机地面运动，该运动具有同时发生但统计意义上相互独立的水平和竖向两部分分量的特点。中等的地震可以持续15 s30 s，强烈的可以持续60 s120 S。一般来说，具有最大地面加速度的强部可达10 S。典型的宽带随机振动在频率1 Hz35 Hz内具有最大能量，频率在1 Hz

8、10 Hz的地震对产品更具破坏性。通常假定，在35 Hz以下地面运动的竖向分量为水平运动的67i00，在35 Hz以上等于水平运动。注：最大加速度通常用于描述针对特定场地的地震强度。33地基上的产品描述地面运动的典型宽带谱以多频激励为主。对于安装在地基上的产品，地面运动(包括水平和竖向)的振动有可能被放大。对于任何给定的地面运动，放大程度取决于系统(土壤、基础和产品)振动的特征频率以及阻尼特性。GBT 47977-2008IEC 6072 1-26：1 99034建筑和结构内的产品地面运动(主要是水平运动)可通过作为中间的建筑结构而被过滤和放大以产生楼面的变幅正弦振动。描述建筑物楼面运动的典型

9、窄带谱以单频激励为主。安装于建筑物楼面上产品的加速度可能会达到地面加速度的若干倍，这取决于系统的阻尼比以及振动的特征频率。放大程度和带宽取决于每个建筑物以及产品结构的动力学特性。对频率为5 Hz8 Hz的振动敏感的产品最易受影响。4地震等级按地震学，地震按照其烈度或震级不同进行分级。地震烈度例如，修正的MSK震级或者MERCALLIcANNCANIsIEBERG(麦加利震级)等级都是根据经验确定的，按其影响来划分地震烈度等级(参考表1)。地震震级(例如里氏震级)基于记录的数据进行确定，并用以评定震源释放的地震能量。这些等级可大体对应地面加速度的某些数值，由此而得到的试验数据是有限的。里氏(RI

10、CHTER)震级跟地面加速度的近似关系在表1中给出。表1中给出的加速度量值是针对地面条件。考虑以下因素，产品的加速度量值跟里氏震级之间只能给出近似关系：土壤和岩石条件(包括饱和水)；离震中的距离；结构或产品基础的情况。地震烈度跟地震震级之间的近似关系如表2所示，表中列出了里氏震级且跟表1对齐。应注意该关系会受到以下因素的影响：一 场地的土壤和岩石条件；一一震源深度；地震作用持续时间。表1地震烈度近似加麦加利修正烈度 速度值地震分区(见注)ms21 人无感觉2 静止的或上部楼层的人有感觉悬挂物摆动3灯光抖动 O如同在重型卡车中受到的振动4 窗户和器皿喀啦作响静止的汽车摇晃在室外的人有感觉 2睡着

11、的人惊醒5小物件跌落镜框移动1人人都有感觉家具移位6破坏：玻璃破碎，货物从柜中跌落，墙灰裂开2表2近似的里氏震级O 212233 44 556表1(续)GBT 47977-200BIEC 60721-26：1990近似加地震分区麦加利修正烈度 速度值(见注)行驶的车中能感觉到站立不稳教堂钟敲响7 2破坏：烟囱和建筑装饰破裂，粉刷脱落，家具破裂，大面积墙灰和砖墙开裂，部分土砖房倒塌3行驶的车失控树枝断裂饱和土开裂8倒塌：高架水箱，纪念碑，砌体房屋中等到严重程度破坏：砖结构房屋(未与地基固结)，灌溉工程，岸堤饱和土“喷砂冒水”山体滑坡。地表开裂9 破坏：无配筋砖砌体墙 3和4中等到严重程度破坏：配

12、筋不足的钢筋混凝土结构，地下管道大范围塌方和土壤破坏 5破坏：桥粱，管道，部分钢筋混凝土结构10中等到严重程度破坏：大部分建筑物，大坝，铁轨11 永久性地表扭曲12 几乎所有东西破坏注：指定的地震区域表示在50年里预期发生的地震等级(见图5)。表2(续)576 87 98或8以上5用响应谱对地震环境的描述51 响应谱响应谱法是普遍接受的专门用于试验对地震环境的设计描述方法。在响应谱中，某一族振荡器的最大响应(每个振荡器都有其对应的单一自由度和固定的粘滞阻尼)，以振动的特征频率的函数表达，而这些振荡是由地震引起的地面运动加速度造成的(可以看出，响应谱不是真正意义上地面振动的谱)。图1中给出了一真

13、实地震的加速度记录例子(自然时间历程)。图2表示响应谱的模型。它记录了在固定特征频率，(i一1”)和常阻尼的振荡器的初始振幅的响应。在特征频率激励更长和更强下，该振荡器振幅会更大。52基本响应谱如果记录了在地震中某处和其附近地面运动时间历程数据，就用它来建立响应谱。通过控制形状变化，来导出反应地震激励的基本响应谱。从不同地震中确定的大量有代表性的基本响应谱可以描述某区域或地区预期地震应力。3GBT 47977-2008IEC 60721-2-6：199053规定响应谱基本响应谱的包络曲线定义为规定响应谱，因为它标志着某一给定地点或区域发生地震时规定的振动极限。某一场地上产品的不同安装方法可能会

14、导致需要对响应谱进行不同的修正，该修正取决于它们的支撑物(建筑物，楼板，机壳等等)。该谱(图4)表示了试验中频率、幅值(位移、速度或加速度)和阻尼之间的关系。6地震区划图表1列出地震活动的不同区域在世界地图上的分布如图5所示。d加速度时间。f“82一lj叫f州s2一。弭a 7(州s210 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26图1 圣费尔南多谷地地震加速度记录(1971)GBT 47977-2008IEC 6072126：1990h一初始加速度幅值；A。 响应加速度幅值；D 阻尼；一不同振荡器的自然频率， 频率；： 刚度；优。 质量；f 时间。图2构成基本响应谱的

15、模型的时间历程示意图5GBT 47977-200BIEC 6072 1-26：19906A。m“s10 05 、 自 入广 、 入， W y 处认 弋 爻 y少 vX 屯 、 、A k、伏 “N卜 7 阪 ；I少 M扑l心卜。 、 奴 弋 妙 Q 冈黼 飞 爹 弋 X 匀 诩 送 燃 忍 心 X 、 、 X ， 。y 、 X 7 d套 ?，2 丛 t 泌 铽 N ? 勺 l 、 ) 弋给 欤 潋 、 V f 心 、 套 。 口、。? i 欲 令 公 臻 令 2 5 10 ， 30HzA。一响应加速度幅值；A， 响应位移幅值；A，响应速度幅值； 频率。注：图3和图4中速度、加速度和位移之间的关系在低阻尼情况下是有效的。它是近似的，适用于相对速度响应绝对加速度响应和相对位移响应之间的对比。图4规定响应谱示例7GBT 47977-2008IEC 6072卜26：19908(由w霍普(Hoppe)先生提供来源：自然灾害的世界地图，慕尼黑人再保险公司，1978)图5地震活动区划图