工程抗震概述

硕士研究生 非笔试课程考核报告 （以论文或调研报告等形式考核用） 2023 至 2023 学年 第 2 学期 考核课程： 《工程抗震》 提交日期： 2023 年 7 月 15 日 报告题目： 工程抗震综述 考核成绩 考核人 姓 名 学 号 年 级 2023级 专 业 建筑与土木工程 所在学院 土木工程学院 山东建筑大学研究生处制 工程抗震综述 研究生第一年已经接近尾声，这学期学习了《工程抗震》这门课，让我对抗震这门课有了更进一步的理解，以及对结构设计来说，抗震设防的重要性和必要性。与此同时，也学习了常见结构的抗震措施和解决方式，从理论上有了宏观的把握，对以后结构设计打下了基础。《工程抗震》这门课内容很多，从“地震动特性”到“结构消能、减震”等等。老师结合《建筑抗震设计规范》,强调了结构概念设计，推导了规范最基本的相关公式，如底部剪力法、振兴分解反映谱法等，介绍了目前国内外关于抗震研究现状，加深了对强柱弱梁、强剪弱弯和强节点若杆件等结构设计概念的理解。现在结合《工程抗震》老师上课所讲和自己的笔记，简朴谈谈对这门课程的结识和理解。 一，地震动及其特性 随着经济建设的迅速发展和社会财富的快速积累，灾害的防治越来越受到重视。灾害是指那些由于自然的、人为的或人与自然的因素，对人类的生存和社会发展导致损害的各种现象。在国家自然科学基金委员会工程与材料学部的重大工程灾害与防治论证报告中给出了灾害的一种更科学的定义：灾害是指自然环境或工程系统演变过程中失去固有平衡或稳定期导致人类赖以生存的基础破坏或功能失效的突发事件。联合国成立了国际减灾十年委员会，希望通过国际间的合作与努力，力求在十年中有效地减少和防治自然灾害。国际减灾十年委员会（1990－2023）提供的资料表白：1963年至1992年的三十年内，全球自然灾害的受灾总人数30.08亿人，死亡总人数36万人，直接经济损失3400亿美元，其中地震引起的灾害占很大的比例。 1.地震的成因（Cause of EQS） 根据地震成因来划分地震的类型： ① 塌陷地震（Collapse EQS）：50年来仅1954和1965年四川自贡发生两次。 ② 火山地震（Volcanic EQS）：火山喷发引起的大地振动。 ③ 构造地震（Tectonic EQS）：地壳构造变动引起的地震，占90％以上。 破坏性地震一般均为构造地震。以后讨论的地震均为构造性地震。 引发构造地震的因素： 外因－地震成因的宏观背景：板块构造学，用板块构造学上升到理论模型 内因－地震成因的局部机制：弹性回跳理论—理论模型 板块构造运动（二十世纪60年代提出）： 全球地壳可以分为六大板块（太平洋、欧亚、美洲、非洲、印度－澳洲、南极），各大板块内部可以提成较小的板块。板块厚80到100千米（地壳30到40千米加上岩石层40到70千米）。板块在上地幔推动下发生移动，约2－5cm/年，各板块运动不均匀，同一板块的运动也不均匀。 板块运动引起岩层变形积累，达成一定限度忽然破裂释放的巨大能量以波的形式向外传播，引起地面运动，迫使结构振动，产生破坏。 在大板块边沿地震最多，这些地震称为板缘地震（浅源）。 从世界地震的震中分布图上可以看到两条大地震带： 1）环太平洋地震带—占世界地震总数75％以上。 2）欧亚地震带（至印度与环太平洋地震带相遇）—占地震总算22％。 这两个地震带属于板缘地震，大小板块边沿都是地震集中处。 有些地震不发生在边沿，而是在板块内，成为板内地震（或称内陆地震），约占15％－分布零散，危害性大（震源浅，震级大，地震区人口集中）；机制复杂，如唐山地震。 中国地震：中国位于欧亚板块东南端，东为太平洋板块，南为印度洋板块，欧亚板向东、太平洋板块向西、印度洋向北挤压中国大陆，因此中国是地震多发国家。除少数省外，都发生过6级以上破坏地震，基本烈度大于6度，占国土总面积的60％。全国450个城市，74.5％位于地震区，约一半城市位于基本烈度7度及其以上地区。28个百万以上人口的大城市有85.7％位于地震区。本世纪全世界发生的7级以上强震中，中国占三分之一。 2.地震的描述 震源（Hypocenter，Source，Focus，Center）：地壳深处岩石发生断裂、错动的地方，即一次地震时应变能释放区。 震中（Epicenter，Epifocus）：震源在地表的投影点。 断层：地震形成的地壳岩石中的大断裂面（可达成几十～几百公里长）。 地震时破裂开始于断层面上的一个点或一个局部，然后向四周扩展。 事实上震源不是一个点，而是具有相称尺度（大小）的破裂面，与地震的大小有关。地震学在研究中采用三种震源模型（理论模型）： ① 点源：中小震（M6），断层长度：几十到几百公里； ③ 面源：中大震（M>6），断层长度：几十到几百公里。 对一次地震震源（的位置）（Hypocenter）认为是断层上一方面破裂的那个点（的位置）。 能量中心：能量释放中心，一般是断层破裂面的几何中心。 小震：震源＝能量中心。 大震：震源和能量中心不重合。 3.地震的三要素 ① 发震时间——时间 ② 发震地点——空间：震中位置（经度，纬度）＋震源深度 ③ 地震大小——强度 对已发生的地震，实际的震中、震源位置的拟定会有几公里到几十公里的误差，极个别的也许存在百公里的误差。 一个地震由下列参数定义：时间、空间、强度、简称时、空、强三要素。对一个已发生地震的拟定需要给出三要素，在地震预报中预报一个地震也需要拟定这三个要素。 根据震源深度的划分，地震可以分为： 浅源地震（shallow focus earthquake）：震源深度，h<70km，占总地震的72％ Elcentro 1940 EQ M=7.1，h=24Km 唐山 1976 EQ M=7.8，h=16Km 特点：峰值加速度大，卓越频率5－20HZ，高频成份多。 中源地震（Intermediate focus EQ）：70Km