第3章 地下工程抗震原理
抗震设计的原理
抗震设计的原理
抗震设计的原理是尽量减小建筑结构在地震作用下的变形和破坏，确保建筑结构和人员的安全。
具体原理如下：
1. 利用结构受力特性：结构应在地震中产生合理的应力和变形，通过合理的设计使结构在地震作用下发生塑性变形，将地震能量消耗掉，同时保持结构的整体稳定性。
2. 利用地震波传播特性：地震波的传播路径和特性对结构的抗震性能有重要影响。
抗震设计应根据地震波的频率、幅值、方向等参数，选择合适的地震波输入，以及考虑土壤条件对地震波的影响。
3. 利用阻尼器和隔震技术：阻尼器是一种能够消耗和控制结构能量的装置，可以用来减小结构的振动幅值和振动周期，提高结构的抗震能力。
隔震技术则是通过设置隔震支座等装置，将结构与地基分离，使结构在地震中发生较小位移和变形。
4. 合理选择材料和构造形式：抗震设计中应选用具有较好的抗震性能的材料，如高强度混凝土、钢材等，以及采用具有良好抗震性能的结构形式，如框架结构、剪力墙结构等。
5. 加强结构连接和节点设计：在抗震设计中，应加强结构的连接部位和节点的设计，以确保节点的充分强度和刚度，从而提高结构的整体抗震性能。
6. 进行地震动力学分析：抗震设计需要进行地震动力学分析，
以了解结构在地震中的响应情况，包括结构的位移、加速度、应力等参数，并根据分析结果进行设计优化。
综上所述，抗震设计的原理是通过合理的结构设计、材料选择、阻尼器和隔震技术的应用，以及加强节点设计和进行地震动力学分析，来最大程度地减小结构在地震中的破坏程度，确保建筑结构和人员的安全。
抗震的原理
抗震的原理
抗震是一种减轻地震灾害破坏的工程技术。
其原理在于通过结构设计
或改造，使建筑物或其他结构在地震产生时能够在一定程度上减少振动和
变形的程度，减少结构破坏，以此避免人员伤亡和财产损失。
具体来说，抗震的原理包括以下几个方面：
1.减少质量：降低建筑物或结构的重量，可以减小地震作用力的大小，使建筑物或结构变形程度更小，从而减少破坏。
2.增加刚度：通过加强结构的刚度和强度，可以抵抗地震作用力的影响，降低建筑物或结构的变形程度。
3.减少劣质材料的使用：选用高质量的建筑材料，可以使结构更加坚固，减少破坏的可能性。
4.设计抗震支撑系统：通过设置抗震支撑系统，将地震产生的动能转
化为其他形式的能量，使建筑物或结构保持稳定。
5.选址：对于一些容易发生地震的地区，在选址时应该考虑地质条件，选择相对稳定的地区建设建筑物或结构。
总之，抗震的原理是通过科学的结构设计、建筑材料的选用和其他措施，使建筑物或结构具有更好的抗震性能，减少地震灾害的危害。
抗震建筑设计原理
抗震建筑设计原理在地震多发地区，抗震建筑设计是确保建筑安全、减少地震灾害损失的重要措施。
本文将介绍抗震建筑设计的基本原理，帮助读者理解如何通过建筑设计提高结构的抗震性能。
结构布局的合理性合理的结构布局是抗震设计的首要原则。
设计时应尽量保证建筑的质量中心和刚度中心重合，以减少扭转效应。
此外，应避免采用不规则的平面和立面布局，如L形、T形等，因为这些不规则形状在地震作用下容易产生局部应力集中，增加破坏风险。
增强结构的整体性与延性抗震设计要求建筑具有良好的整体性和足够的延性。
整体性可以通过设置足够数量的横向支撑系统来实现，如剪力墙、框架等。
延性则是指结构在达到最大承载能力后仍能继续变形而不致破坏的能力，通常通过合理选择材料和构造措施来提高。
选用合适的结构材料抗震建筑应选用具有良好弹性和塑性变形能力的材料。
例如，钢筋混凝土是一种常用的抗震结构材料，因为它既有足够的强度又能在地震中发生塑性变形而不破裂。
同时，应避免使用脆性材料，如未加固的砌体，因为它们在地震中容易突然破裂。
设置有效的隔震与减震系统现代抗震技术中，隔震和减震系统的应用越来越广泛。
隔震系统通过在建筑物底部安装隔震支座，隔离地面震动对上部结构的影响。
减震系统则是通过安装减震器或阻尼器来吸收和耗散地震能量，减轻结构的震动响应。
重视非结构构件的设计除了主体结构外，非结构构件（如填充墙、吊顶、管道等）的设计也不容忽视。
这些构件在地震中可能脱落或损坏，造成二次灾害。
因此，应采取适当的固定和防护措施，确保非结构构件的安全。
进行严格的计算与分析抗震设计需要基于严格的结构分析和计算。
设计师应根据所在地区的地震烈度、地质条件等因素，使用专业的软件进行模拟分析，确保设计方案满足抗震要求。
综上所述，抗震建筑设计是一个涉及多方面因素的复杂过程。
只有综合考虑结构布局、材料选择、隔震减震措施以及非结构构件的安全性，才能设计出真正能够抵御地震的建筑。
地下结构抗震
内容简介本书主要论述地下结构震害及其特点、地下结构抗震计算与设计方法、地下结构抗震构造措施等，具体包括地下结构抗震概论、地下结构震害、地震与地震区划、地震作用下土的动力特性及土声能动力响应计算、土-结构体系的动力相互作用、岩土中的应力波、动力计算的边界、地下结构抗震计算方法、地下结构抗震模型实验以及抗震设计原则与构造措施等。
本书包含了作者近年在该领域内的研究成果，并结合我国的实际示例介绍了地下结构抗震原理及其分析计算方法。
本书可供从事抗震工程的设计、研究人员参考，亦可作为高等院校土建专业、地下结构专业研究生及高年级学生的教学参考用书。
目录序言一序言二前言第一章地下结构抗震概论第一节引言第二节地下结构地震反应的特点第三节地下结构抗震分析方法的分类参考文献第二章地下结构震害第一节引言第二节地下铁道的震害第三节地下管道震害第四节其他地下结构的震害第五节小结参考文献第三章地震与地震区划第一节引言第二节地震成因与地震类型第三节地震波与地震观测第四节震源、震级和震中第五节地震宏观破坏现象与震害第六节地震烈度与震害指数第七节烈度衰减规律第八节场地因素对烈度影响第九节中国的地震与地震区划第十节地下结构抗震计算地震输入波的确定方法参考文献第四章地震作用下土的动力特性及土层动力响应计算第一节引言第二节土的动力本构模型第三节土的液化第四节地震作用下土层的动力响应计算参考文献第五章土-结构体系的动力相互作用第一节引言第二节土-结构相互作用体系运动方程第三节运动方程的求解方法参考文献第六章岩土中的应力波第一节引言第二节应力和应变第三节虎克定律第四节杆件中的弹性应力波第五节无限弹性介质中的应力波第六节半限弹性介质中的应力波第七节地震波在岩土介质中传播特点参考文献第七章动力计算的边界第一节引言第二节等效粘性边界第三节能量传递边界参考文献第八章地下结构抗震设计计算方法第一节引言第二节横断面抗震计算方法第三节纵向抗震计算方法……第九章地下结构抗震模型实验第十章抗震设计原则和构造措施附录：地震学大事记（典故及展望）地下结构抗震第一章地下结构抗震概论第一节引言我国是世界上的多地震国家之一。
抗震建筑原理
抗震建筑原理
抗震建筑原理是指在地震等自然灾害中，为了保护建筑物和人的安全而采取的一系列技术措施和设计原则。
这些原理主要包括以下几个方面：
1. 结构布局与强度设计：在抗震建筑设计中，要合理布局建筑结构，使其能够吸收和分散地震作用力。
一般来说，采用钢筋混凝土结构的建筑具有较好的抗震性能。
此外，设计师还需要根据地震区域的地震烈度，合理确定建筑的抗震设防烈度等级。
2. 抗震支撑系统：抗震支撑系统是建筑结构中起到支撑和刚性连接作用的部件。
常见的抗震支撑系统包括剪力墙、框架结构、短肢墙等。
这些支撑系统通过合理布置，能够吸收和分散地震作用力，从而减小建筑结构的变形和损伤。
3. 抗震减震装置：抗震减震装置是一种能够吸收和减小地震作用力的技术装置。
常见的抗震减震装置包括隔震设备、摆锤装置、阻尼器等。
这些装置具有较好的减震效果，能够有效降低建筑结构的振动响应，保护建筑物的安全。
4. 地基处理：地基处理是指通过改良土壤或采取其他技术手段，提高地基的抗震性能。
常见的地基处理方法包括土体疏浚、加固和加压等。
这些处理措施能够减少地震波在地基中的传播和扩散，从而降低地震对建筑物的影响。
5. 抗震缝设计：抗震缝设计是为了减小建筑结构在地震中的变形和损伤而设置的缝隙。
通过合理设置抗震缝，能够使建筑结
构具有一定的可变形能力，吸收和分散地震能量，减少结构的刚性，从而保护建筑物免受地震破坏。
总之，抗震建筑原理是基于工程力学和地震学的原理，通过科学的结构设计、合理的支撑系统、先进的减震装置、有效的地基处理和合理的抗震缝设计，来提高建筑物在地震中的抵御能力，保护人的安全。
地下抗震
1.地球的构造：地壳（是地球表面以下、莫霍面以上的固体外壳）地幔（地幔是介于地表和地核之间的中间层）地核（地核又称铁镍核心）2.地震的分类和形成原因：构造地震塌陷地震火山地震3.地震波：发生于震源并在地球内部和地表面传播的弹性波，一般按地震记录图上地震波到达的先后次序不同，分为体波（纵波，横波），面波。
4.地震基本参数：震源（地球内部发生地震的地方称为震源），震源深度（将震源看作一个点，此点到地面的垂直距离成为震源深度），震中（震源在地面上的投影点成为震中）震中距（地面上任何一点到震中的直线距离称震中距）5.土的的液化判别：动剪应力对比法（通过对比现场地震剪应力与现场试验或室内试验测定的抗液化剪应力大小的方法来判断土体是否发生液化），经验法（根据过去地震时砂层的反应而将其资料类推到新的情况下进行判别的方法，其中包括规范判别法）6.振型反应谱平方和开方方法7.结构复杂的平面加重地震灾害的原因：应力集中，扭转效应。
8.抗震设防的目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。
名词解释1.反应谱：在给定的地震加速度作用期间内，单质点体系的最大位移反应、速度反应和加速度反应随质点自振周期变化的曲线。
2.基本裂度：一个地区在今后一定时期内，在一般场地条件下，可能遭受的最大地震烈度。
3.震级：表示地震能量大小的一种量度M：logE=α+βM。
4.鞭端效应：是指高层建筑物末端形状和刚度发生变化时，端部产生的力和变形突然增大，远远大于其按重力分配到得地震荷载，是高层建筑结构抗震设计考虑的重要方面5.地震影响系数：是多次地震作用下不同周期T，相同ζ阻尼比的理想简化的单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之比，是多次地震反应的包络线，是所谓标准反应谱或平均反应谱。
它是两项的乘积即地震系数k（地震动峰值加速度与重力加速度之比）和结构物加速度的放大倍数β（结构反应加速度反应谱与地震动最大加速度之比）。
6.重力荷载代表：是建筑抗震设计用的重力性质的荷载，为结构构件的永久荷载（包括自重）标准值和各可变荷载组合值之和。
地下结构抗震知识点总结
地下结构抗震知识点总结地下结构是指建筑物地下部分的结构，如地下室、地下车库、地下通道等。
在地震发生时，地下结构往往面临着较大的地震力作用，因此必须具有一定的抗震能力。
下面将从地下结构抗震设计的基本原理、抗震设计参数、抗震设计方法等方面对地下结构抗震的知识点进行总结。
一、地下结构抗震设计的基本原理地下结构抗震设计的基本原理是通过增加结构的抗震能力，减小地震作用对结构的影响，从而保障地下结构在地震发生时不会发生倒塌或者严重破坏。
具体来说，地下结构抗震设计需要满足以下几个基本原理：1. 增加结构的刚度：地下结构在地震发生时需要承受由地震波引起的地震力，而结构的刚度决定了其对地震力的抵抗能力。
因此，通过增加结构的刚度，可以有效提高地下结构的抗震能力。
2. 控制结构的变形：地震作用会使地下结构发生变形，因此需要通过设计合理的结构形式和控制变形的措施，减小地震作用对结构的影响。
3. 增加结构的耗能能力：地震波具有较大的能量，需要通过增加结构的耗能能力来吸收地震波的能量，减小地震作用对结构的影响。
4. 采用抗震隔震结构：抗震隔震结构是利用隔震器将地震作用和建筑物的重力分离，从而减小地震作用对建筑物的影响。
在地下结构中，通过采用抗震隔震结构可以有效提高其抗震能力。
二、地下结构抗震设计的参数地下结构抗震设计需要考虑一些重要的参数，包括地震设计参数和结构设计参数。
1. 地震设计参数：地震设计参数是指地震作用的相关参数，包括地震作用的设计地震动参数、地震烈度参数和地震作用的时间历程等。
这些参数是地下结构抗震设计的基础，需要通过地震工程领域的专业知识和经验来确定。
2. 结构设计参数：结构设计参数是指影响地下结构抗震能力的结构参数，包括结构的刚度、耗能能力、变形控制措施和抗震隔震结构等。
这些参数需要根据地震设计要求和实际工程情况进行合理选择和确定。
三、地下结构抗震设计的方法地下结构抗震设计的方法主要包括强度设计方法、位移设计方法和能力设计方法等。
抗震结构设计原理
抗震结构设计原理
抗震结构设计原理是指为了使建筑物在地震发生时能够尽可能减少破坏和保护人们的生命财产安全而采取的一系列措施和设计原则。
以下是一些常用的抗震结构设计原理：
1. 弹性设计原理：通过使用具有一定弯曲和位移能力的结构材料，使建筑物能够在地震产生的震动中发生适度变形，从而吸收地震能量，并减小震动对建筑物的影响。
2. 刚度设计原则：采用适当的刚度分布，使建筑物的整体刚度符合地震荷载的要求，从而减小地震荷载对建筑物的影响。
3. 高强材料原则：使用高强度、高韧性的材料，如钢筋混凝土、钢结构等，在地震发生时能够提供更大的抗震能力和变形能力，以减小地震带来的破坏。
4. 配筋设计原则：通过合理设计和布置钢筋、钢板等配置物，使各构件和构造体之间能够有效传递和分散地震荷载，增强整体的抗震能力。
5. 阻尼原理：设计合适的阻尼装置或结构形式，以吸收和分散震动的能量，减小地震对建筑物的影响。
6. 结构控制原理：通过采用主动控制或半主动控制技术，对结构的动力特性进行调节和控制，降低地震荷载对结构的影响。
7. 剪力墙设计原则：在建筑物中设置剪力墙，通过对剪力墙的
布置和强度设计，增加建筑物整体的稳定性和刚度，提高抗震能力。
8. 基础设计原则：设计合理的基础形式和尺寸，使得建筑物能够承受地震荷载的作用，并将荷载有效地传递到地基和土壤中。
9. 空间结构设计原则：通过合理设计建筑物的平面布局、空间形式和结构体系，优化结构的整体稳定性和抗震能力。
10. 标准设计原则：遵循相关抗震设计规范和标准，如国家抗
震设计规范、抗震设防标准等，制定合理的设计方案。
第3章建筑抗震计算原理详解
[例题3-1]某单跨单层厂房，屋盖自重标准值 为840 kN，屋面雪荷载标准值为200 kN， 设屋盖刚度无限大，忽略柱自重。柱侧移刚 度 kN/m，结构阻尼比为，Ⅰ类场地，设计 地震分组为第二组，设计基本地震加速度为 0.20g。求厂房在多遇地震时水平地震作用。
板书讲解
3.4多自由度 弹性体系的 水平地震反应分析
F
mSa (T )
mg
|
xg (t) |max g
• |
Sa (T ) xg (t) |max
GE k
GE
k | xg (t) |max g
|
Sa (T ) xg (t) |max
1.地震系
2.动力系数
3.地震影响系数
统计前的反应谱
土的影 响
震中距 的影响
由于地震的随机性，每次的地震记录也不一样，地震反应谱也不同。 所以，不能用某一次的地震反应谱作为设计地震反应谱。因此，为 满足一般建筑的抗震设计要求，应根据大量强震记录计算出每条记 录的反应谱曲线，并按形状因素进行分类，然后通过统计分析，求 出最有代表性的平均曲线称为标准反应谱曲线，以此作为设计反应 谱曲线。
第3章 结构抗震设计计算原理
导入案例
当向前行驶的公共汽车突然煞车时，车上的人 会因为惯性而向前倾，在车上的人看来仿佛有一股 力量将他们向前推，即为惯性力；地震时，由于地 面运动，在房屋结构上也会产生水平及竖向惯性 力——地震作用，传统的惯性力可以利用牛顿定律 来求解，那么地震惯性力（地震作用）又将如何计 算？计算地震作用的目的又是什么？我们可以通过 本章的学习得以了解。
Sa (T ) | xg (t) x(t) |max |
t 0
xg
(
)e (t
地下工程结构地震响应与抗震设计
地下工程结构地震响应与抗震设计地震是一种严重的自然灾害，并且对地下工程结构造成巨大的影响。
因此，合理的抗震设计对于地下工程的建设至关重要。
本文将探讨地下工程结构地震响应的相关问题，并介绍有效的抗震设计方法。
一、地下工程结构地震响应1. 地震波传播特性地震波是由震源产生的地壳振动传播体。
地震波的传播速度、传播路径以及振动特性直接决定了地震波对地下工程结构的影响。
地震波的传播特性需要进行地震勘探和地震监测，通过分析和测量得到。
2. 地下工程结构的地震响应机理地下工程结构在地震作用下会发生地震响应，主要表现为结构振动、位移和迟滞效应。
这些地震响应机理对地下工程结构的稳定性、安全性和使用寿命都有直接的影响。
3. 影响地下工程结构地震响应的因素地下工程结构地震响应的强度与地震波的特性、地质条件、结构材料与形式等因素相关。
在抗震设计中，需要全面考虑这些因素，并采取相应的措施来减小地震对地下工程结构的影响。
二、地下工程结构抗震设计1. 抗震设计原则地下工程结构的抗震设计需要符合以下原则：（1）安全性原则：确保地下工程在强震作用下不发生破坏。
（2）经济性原则：在满足安全要求的前提下，尽可能降低抗震设计的成本。
（3）可行性原则：抗震设计应考虑可操作性和施工可行性，避免过于复杂和难以实施的设计方案。
2. 抗震设计方法地下工程结构的抗震设计方法可分为减震设计和抗震设计两种主要类型：（1）减震设计：通过在地下工程结构中设置减震装置，如减震橡胶支座、摩擦减震器等，来减小地震作用对结构的影响，提高结构的抗震性能。
（2）抗震设计：通过结构形式选择、材料选择、加强措施等来提高地下工程结构的整体抗震性能，减小地震作用对结构的影响。
3. 抗震设计的关键技术地下工程结构的抗震设计需要注意以下关键技术：（1）结构形式选择：选择适合地震区域的结构形式，如抗震墙、框架结构等。
（2）结构材料选择：选择强度高、韧性好的材料来提高结构的抗震性能。
浅析地下结构抗震的设计与对策
浅析地下结构抗震的设计与对策地下结构作为建筑物内部重要的一部分，其抗震设计和对策非常重要。
本文将从地下结构的基础概念入手，分析地下结构抗震设计与对策的原理、方法和实践。
一、地下结构的概念地下结构是指建筑物内部，位于地下的部分，包括地下室、地下车库、地下通道、地下水泵房等。
地下结构的存在不仅方便了人们的生活和工作，也对建筑物的整体结构起到了支撑和加固作用。
但是，在地震等自然灾害的情况下，地下结构往往成为建筑物的薄弱部分，遭受破坏的概率较大。
二、地下结构抗震设计原则地下结构抗震设计的原则一般包括以下几点：1、足够的强度和刚度：地下结构应具有足够的强度和刚度，能够承受地震引起的惯性力和位移反应。
2、优良的建筑材料：建筑材料应具有良好的抗震性能，如减震、抗变形、抗疲劳等。
3、合理的结构形式：地下结构的结构形式应合理，避免出现悬挑现象，减小死重，避免因惯性力和重力作用对基础和地面的影响。
4、合理的布局：地下结构的布局应合理，避免出现太大的开间和不均匀的负荷分配，减小荷载集中作用。
5、有效的支撑系统：地下结构的支撑系统应充分考虑地震作用下的位移和荷载要求，选择合适的支撑形式和支撑材料。
三、地下结构抗震设计方法地下结构抗震设计的方法主要包括以下几种：1、静力分析法：按照地震荷载作用下地下结构的静力响应，计算结构的受力状态、位移和应力等参数。
2、动力分析法：根据地震荷载引起的地面振动，对地下结构进行动力响应分析，计算结构的加速度、位移、应力和变形等参数。
3、试验法：通过试验方法，模拟地震荷载下地下结构的受力和变形状态，验证地下结构的抗震性能。
4、经验法：基于历史地震和类似地下结构的经验数据，推导出一些基本规律和参数，作为地下结构抗震设计的依据。
四、地下结构抗震对策为了提高地下结构的抗震性能，应采取以下措施：1、加固和改造：对于旧的地下结构，应加固和改造其结构和材料，以提高其抗震性能。
2、加强通风和排水：通风和排水系统的效率能够减少地下结构的潮湿度和湿度变化，同时减少腐蚀和损坏的风险。
抗震的原理范文
抗震的原理范文抗震原理是指在遭受地震力作用下，建筑物能够减少破坏并保持稳定的机制和方法。
它是结构工程学的核心问题之一，对于建筑物的设计和构造至关重要。
以下是抗震原理的详细解释。
1.弹性原理：建筑物在地震作用下会产生弹性变形。
当地震波传播到建筑物时，建筑物会受到不同方向和大小的地震力。
通过弹性原理，结构将这些地震力转化为弹性变形，从而减小了地震力的作用。
弹性变形能够保护建筑物内的人员和设备免受地震的伤害。
2.动力学原理：地震的作用是一个动力学问题。
通过研究结构的质量、刚度和阻尼等参数，可以计算出建筑物在地震作用下的动力响应。
结构的刚度是指其抵抗变形的能力，而阻尼是指结构对振动的减震能力。
通过调整结构的刚度和阻尼，可以使建筑物在地震中具有良好的抗震性能。
3.建筑物整体性原理：建筑物是一个整体，由各种构件组合而成。
一个良好的抗震结构应该具有整体性。
这意味着在地震作用下，建筑物中的各个部分应该保持协调的变形，而不是出现局部破坏。
通过采用合适的结构形式和设计方法，可以增强建筑物的整体性，提高其抗震能力。
4.能量耗散原理：地震能量是建筑物受到地震作用时需要承受的外界力量。
为了减小地震作用对建筑物的影响，可以采用能量耗散原理。
这意味着通过在结构中引入一些能够耗散地震能量的装置，如阻尼器、摩擦器等，来减小地震作用对结构的影响。
这些装置能够吸收和分散地震能量，从而减小结构的振动幅度。
5.偏心抗力原理：地震作用会在建筑物中产生偏心力。
偏心抗力原理是指通过调整结构中的偏心力分布，使建筑物中的各个部分都能够承担地震力，并形成合理的力传递路径。
通过合理分配结构中的偏心力，可以提高建筑物的抗震能力，并减小结构的变形和破坏。
6.抗震构造原理：抗震构造原理是指通过合理的建筑结构设计来提高建筑物的抗震性能。
包括合理选择结构的材料、截面尺寸和形式，确定有利于抗震的连接方式和节点设计等。
通过抗震构造原理可以提高结构的刚度和强度，增强结构的稳定性和抗震能力。
地下工程防震抗震方案
地下工程防震抗震方案地下工程的规划、设计和施工需要考虑到地震对工程的影响。
地震是自然界中普遍存在的地质灾害，地下工程的抗震设计是确保工程安全性和稳定性的关键，也是保障人员和设备安全的重要手段。
本文将从地下工程的抗震设计原则、抗震设计内容和抗震施工措施等方面展开论述。
一、地下工程的抗震设计原则1. 安全性原则：地下工程的抗震设计首先要确保工程的安全性，即在地震作用下，工程结构不应发生倒塌、变形过大等现象。
2. 经济性原则：在保证安全性的前提下，地下工程的抗震设计应尽可能降低成本，提高工程的经济性和可行性。
3. 合理性原则：地下工程的抗震设计应根据地质条件、工程用途和工程结构等因素，综合分析，合理确定抗震设计参数和措施。
4. 可行性原则：地下工程的抗震设计应该是可行的，即设计参数、措施和施工工艺都要符合实际情况，并能够顺利实施。
二、地下工程的抗震设计内容1. 地质条件分析：在地下工程抗震设计中，首先要对地质条件进行分析，包括地质构造、地震烈度、地下水位等因素，以确定地下工程设计的基本参数。
2. 结构抗震设计：地下工程的结构抗震设计是抗震设计的核心内容，包括结构类型、结构参数、结构计算和分析等内容，需要根据地质条件和工程用途综合确定。
3. 设备抗震设计：地下工程中的设备和管道系统也需要进行抗震设计，在设计中要考虑设备的结构强度、连接方式、支座设计等内容。
4. 地下室防水、防潮设计：地下工程中的地下室常常存在水蒸气、地下水涌入等问题，需要进行防水、防潮设计，以保证地下室的使用安全。
5. 地下室通风、照明设计：地下工程中的地下室需要合理的通风和照明设计，以保证地下室的空气质量和使用舒适度。
6. 地下工程的排水设计：地下工程的排水设计是确保地下工程稳定性的重要内容，需要合理设计排水系统，避免地下水渗透导致地下工程灾害。
7. 地下工程的抗震防灾设施设计：地下工程需要设置抗震防灾设施，如应急疏散通道、地震感应报警器等，以应对地震发生时产生的应急情况。
抗震设计原理
抗震设计原理地震是一种自然灾害，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
因此，抗震设计成为建筑工程中至关重要的一环。
抗震设计的原理是通过合理的结构设计和材料选用，使建筑物在地震发生时能够尽量减小破坏，保护人们的生命安全。
首先，抗震设计的原理之一是合理选用材料。
建筑结构的材料选择直接关系到建筑物的抗震性能。
一般来说，混凝土、钢材等具有较好的抗震性能，因此在抗震设计中被广泛应用。
此外，还需要考虑材料的强度、韧性、粘结力等因素，以确保建筑结构在地震发生时能够承受住地震力的作用。
其次，抗震设计的原理还包括结构设计的合理性。
在建筑物的结构设计中，需要考虑到地震力的作用，采取相应的措施来增强建筑物的抗震性能。
例如，采用横向抗震支撑系统、设置剪力墙、加固柱节点等手段，可以有效地提高建筑物的抗震能力。
此外，还需要考虑建筑物的质量分布、刚度分布等因素，以确保建筑物在地震作用下不会出现严重的变形和破坏。
另外，抗震设计的原理还包括考虑地震波的作用。
地震波是地震能量的传播载体，建筑物在地震波的作用下产生振动。
因此，在抗震设计中需要考虑地震波的频率、振幅、传播路径等因素，以确定合理的抗震设计方案。
同时，还需要考虑地震波对建筑物的共振效应，采取相应的措施来避免共振现象的发生，从而减小地震对建筑物的影响。
总的来说，抗震设计的原理是通过合理的材料选用、结构设计和考虑地震波的作用，使建筑物在地震发生时能够尽量减小破坏，保护人们的生命安全。
在实际工程中，需要综合考虑建筑物的用途、地震区域的地震烈度、地基条件等因素，制定合理的抗震设计方案。
只有这样，才能确保建筑物在地震发生时能够安全可靠地使用。
地下室的地震抗震设计与加固
地下室的地震抗震设计与加固地震是一种自然灾害，不可预测并且具有破坏性极大的特点。
在地震发生时，地下室作为建筑物的基础部分通常面临较大的挑战。
因此，地下室的地震抗震设计与加固显得尤为重要。
本文将探讨地下室的地震抗震设计原则以及一些常用的加固方法。
地下室的地震抗震设计是指在建筑设计中将地震因素考虑进去，使地下室能够在地震发生时保持一定的稳定性和安全性。
这需要根据地震带的地震烈度、土壤条件、建筑结构等因素进行综合分析和计算。
首先，地下室的地震抗震设计需要考虑土壤条件。
土壤的类型和性质对地震波的传播和反射有着重要影响。
因此，在设计过程中需要进行地质勘探，了解土壤的层次结构、压缩性和剪切性等参数，并根据这些参数进行相应的分析和计算。
其次，地下室的地震抗震设计需要考虑建筑结构的抗震性能。
一般来说，抗震性能较好的地下室设计应该具备以下几个方面的特点：1. 结构材料的选择：在地震抗震设计中，应尽量选用具有较好抗震性能的材料，如钢筋混凝土等。
这种材料具有较高的抗压强度和抗震能力，能够有效地减少地震造成的破坏。
2. 结构的合理布置：地下室的结构布置应具备合理的连续性和对称性，以提高结构的整体刚度和稳定性。
合理的布置可以使地震波在结构内部传播时能够均匀分布，减少局部集中的应力和变形。
3. 设计的合理性：地下室的地震抗震设计需要充分考虑结构的强度和刚度，以满足地震作用下的要求。
在设计过程中，需要进行详细的静力计算和动力响应分析，确保结构在地震发生时能够具备足够的抵抗力。
除了地震抗震设计，地下室的加固也是增强抗震性能的重要手段。
以下是一些常用的地下室加固方法：1. 地基改良：通过加固地基，改善土壤的力学性质，提高地下室的稳定性和抗震性能。
常用的地基改良方法包括桩基加固、土体加固等。
2. 结构加固：对地下室的结构进行加固，提高其整体的抗震能力。
常用的结构加固方法包括增设增加构件、增加钢筋和混凝土封包等。
3. 安全疏散设施的设置：在地下室内设置安全疏散通道和应急照明设备，以便在地震发生时人员能够迅速安全地撤离。
地下工程力学原理
地下工程力学原理一、概念。
地下工程力学原理是指地下工程建设中，地下结构承受地面荷载、地下水压力和工程施工的影响等力的作用下所发生的变形和破坏规律的研究。
地下工程的力学原理是探究工程结构应力分布和变形规律的基本理论之一，其发展对于改善地下工程建设中的设计、施工和驾驶安全具有重要的意义。
二、作用。
地下工程力学原理主要用于解决以下问题：预测地下工程在施工和使用中的变形情况；确定地下工程结构在荷载作用下的稳定性；制定地下工程设计方案和施工方案等。
通过地下工程力学原理的分析，可以确定地下结构的稳定性和安全性，减少工程建设中的风险和损失。
三、基本公式。
地下工程的力学原理可以用数学公式来表达，主要有以下几个：一是支撑结构的稳定性公式，如抗震设计公式、地下结构支撑力计算公式等；二是地下环境荷载计算公式，例如地下水渗透压力公式、地震荷载计算公式等；三是地下工程结构变形公式，例如岩土体周边应力分布公式、固结沉降计算公式等。
四、力学模型。
地下工程力学原理的研究需要建立适当的力学模型，通常分为物理模型和数值模型两种。
物理模型是指通过设计、制作和测试实验模型来模拟地下工程的力学行为，包括实验室模拟和原位试验。
数值模型是指通过数值方法来计算地下结构在荷载下的应力和变形，并分析其稳定性和安全性。
数值模拟方法包括有限元法、有限差分法、边界元法等。
五、应用领域。
地下工程力学原理的应用领域十分广泛，包括地铁、隧道、水利水电、城市地下综合管线、地下储气库、地下储水库等众多领域。
在这些领域中，地下工程力学原理的重要性不言而喻。
例如，在地铁建设中，地下工程力学原理用于设计地铁车站的开挖顺序和支护结构，以保证施工过程中的安全性和稳定性；在隧道工程中，地下工程力学原理则用于规划支护结构类型和施工方法，以适应地质条件和工程荷载。
总之，地下工程力学原理在地下工程建设中具有不可替代的重要地位。
抗震设计原理
抗震设计原理地震是一种自然灾害，给人们的生命和财产安全带来了巨大威胁。
因此，抗震设计成为建筑工程中至关重要的一环。
抗震设计的原理是基于地震力学和结构动力学的理论基础，通过合理的结构设计和施工工艺，使建筑在地震发生时能够减少破坏，保护人们的生命和财产安全。
首先，抗震设计需要充分考虑地震的作用。
地震是地球内部能量释放的结果，地震波在地面上传播会给建筑物带来水平和垂直方向的振动，因此抗震设计需要充分考虑地震波的作用，通过合理的结构设计来减少地震波对建筑物的影响。
其次，抗震设计需要考虑建筑结构的整体稳定性。
在地震发生时，建筑结构需要能够承受地震波的作用，不发生倒塌或严重破坏。
因此，抗震设计需要考虑建筑结构的整体稳定性，包括结构的抗弯、抗剪、抗压等能力，通过合理的结构设计和材料选用来提高建筑结构的整体稳定性。
另外，抗震设计还需要考虑建筑结构的变形能力。
在地震发生时，建筑结构会产生较大的变形，因此抗震设计需要考虑建筑结构的变形能力，通过合理的结构设计和构造方式来保证建筑结构在地震作用下能够有足够的变形能力，减少结构的破坏。
最后，抗震设计需要考虑建筑结构的耐久性。
地震作用下，建筑结构会受到较大的振动和变形，因此抗震设计需要考虑建筑结构的耐久性，通过合理的结构设计和材料选用来保证建筑结构在地震作用下能够保持较好的耐久性，减少结构的损坏和维修成本。
综上所述，抗震设计是建筑工程中至关重要的一环，通过合理的结构设计和施工工艺来减少地震对建筑物的影响，保护人们的生命和财产安全。
抗震设计的原理是基于地震力学和结构动力学的理论基础，需要充分考虑地震的作用、建筑结构的整体稳定性、变形能力和耐久性，以确保建筑在地震发生时能够减少破坏，保护人们的生命和财产安全。
地下工程抗震
场地土物理特征参数 特征周期 分区 0.40 S 场地 II 土层等效剪切波速 (m*s-1) 242.8 土质 杂填土 粉质粘土 强风化砂岩-1 强风化砂岩-2 强风化砂岩-3 强风化砂岩-4 中风化砂岩 土层深度 土层厚度 密度 (m) (m) (g*cm-3) 1.1 2 2.6 4.1 5.6 7.5 1.1 0.9 0.6 1.5 1.5 1.9 1.7 1.86 2.10 2.15 2.10 2.28 2.30 剪切波速 (m*s-1) 146 175 275 296 304 315 564
加速度 随深度 变化数 值
0 -5 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -110 -120 -130 -140 -150
1-5、正确性验证
Proshake和Soilworks结果对比
速度随 深度变 化曲线
1-5、正确性验证
Proshake和Soilworks结果对比
剪应力 随深度 变化数 值
0 -5 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -110 -120 -130 -140 -150
1-5、正确性验证
Proshake和Soilworks结果对比 使用Soilworks 导出结果时，单层土 的结果会有一个时间 段的误差，一般需要 将Soilworks的时间 轴减去一个时间间隔， 如0.02s。
1-4、一维地基响应分析
利用上面条件，可求得各土层的加速度，剪应变相对于入射加速度输入的传递函数， 然后乘以入射波富氏谱，得到各土层加速度和剪应变富氏谱，再作逆变换，便得到各土层的 加速度时程和剪应变时程。 上述计算过程中，土层的非线性效应是通过线性化方法迭代处 理的。
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▪ 地震——引起的大面积甚至深层的土体液化的危害性 最大，它具有面广、危害重等特点，常能造成场地的 整体性失稳。
第二章 地下工程抗震原理
2.4.2 土体液化表现及其工程危害
1. 喷砂冒水(sand boiling)——液化上层中出现相当高的孔隙水压力， 会导致低洼的地方或土层缝隙处喷出砂、水混合物，喷出的砂粒 可能破坏农田，淤塞渠道。喷砂冒水的范围往往很大，持续时间 可达几小时甚至几天，水头可高达2—3m。
第二章 地下工程抗震原理
1.2 地震的危害
(1)地面? (2)地下?
第二章 地下工程抗震原理
1.3 地下结构的震害
▪ 地震可造成多 种地下结构的 破坏。主要有 哪些破坏呢？
桩基础
各种 隧道
桥梁 基础
地下 结构
地铁 车站
地下 管道
地下 车库
地下街
第二章 地下工程抗震原理
1.3.1 地铁车站的震害
侧壁上角、中柱上下端混凝土裂缝
中柱、侧壁震害明显 侧壁拐角轻微裂缝 侧壁轴向弯曲裂缝 709/810根中柱弯裂或剪断 249/375根中柱弯剪破坏，495m区域 纵向断裂，破坏严重 纵向断裂，大变形 175/1961根中柱破坏，楼板、侧壁部 分裂缝
基本没有损坏
300m区段楼板、侧壁布满裂缝
第二章 地下工程抗震原理
第二章 地下工程抗震原理
2.1.1 老观点
理论依据：
1. 和地面结构相比，面波随着埋深的增加急剧衰减， 对地下结构的影响较小；
2. 地下结构周围的岩土介质把从震源传来的地震波能 量中的高频成分吸收，使地下结构受到的地震荷载 大大减小。
第二章 地下工程抗震原理
2.1.1 老观点
局面：
1. 地下结构抗震研究严重滞后于地面结构抗震研究。 2. 地面结构的抗震研究也达到实用阶段，各国已制订了各种地面结
第二章 地下工程抗震原理
2.2 地下结构震害概况
从破坏最严 重的几种地下结 构看……
桩基础
地下 车库
各种 隧道
地下 结构
地下街
地铁 车站
地下 管道
第二章 地下工程抗震原理
2.2.1 地铁车站的破坏
1995年阪神大地震
线路 神户高速铁路 市营地下铁道 山阳电气化铁道
车站 大开站 长田站 其他站 新长田站 上泽站 三宫站 西代站 板宿站
1.1 我国震区分布
▪ 我国地处于环太平洋地震带上，地震活动性非常频 繁，是世界上最大的一个大陆浅源强震活动区。
▪ 我国大部分地区为地震设防区。 ▪ 300多个城市中，有一半位于地震基本烈度为7度
乃至7度以上的地震区。 ▪ 23个百万以上人口的特大城市中，有70％属7度和
7度以上的地区，像北京、天津、西安等大城市都 位于8度的高烈度地震区，南京也位于7度区内。
第二章 地下工程抗震原理
2.3.2 地下结构地震破坏的两大类型
2. 结构自身薄弱导致破坏
在周围土体并未因地震作用失稳的条件下，结构自 身强度低、柔性差，抗震能力不够，不敌地震作用下产 生的位移和地震力，产生地震应力和变形，最终结构破 坏。
第二章 地下工程抗震原理
2.3.3 地下结构地震时的破坏特征
第二章 地下工程抗震原理
2.1.1 老观点
老观点（1995年前）：地下结构一直被认为 具有良好的抗震条件，震害甚少，地下结构在地 震时是安全稳固的。
工程界只片面强调地下结构受四周地层制约、 抗震性能较好的一面，人们简单认为地下结构在 地震时是安全稳固的。
第二章 地下工程抗震原理
2.1.1 老观点
1. 地下结构震害主要来自结构的剪切破坏 日本阪神地震中大开地铁站的严重破坏，经分析主
要是由于地层的水平剪切振动导致其内结构的剪切破坏。
第二章 地下工程抗震原理
2.3.3 地下结构地震时的破坏特征
2. 其次是竖向地震力的破坏作用 竖向地震力一般约为水平地震力的1/3-第二章 地下工程抗震原理
2 地下结构地震危害机理
▪ 对地下结构震害的新认识 ▪ 地下结构震害概况 ▪ 地下结构地震破坏特征 ▪ 土体的振动液化 ▪ 结构本身抗震性能问题
第二章 地下工程抗震原理
2.1 对地下结构震害的新认识
▪ 老观点：地下结构不会发生严重震害 ▪ 新现象：地下结构发生严重震害 ▪ 新观点：地下结构震害严重
第二章 地下工程抗震原理
1.1 我国震区分布
第二章 地下工程抗震原理
1.1 我国震区分布
我国六个地震活动区： ▪ 台湾及其附近海域 ▪ 喜马拉雅山脉地震活动区 ▪ 南北地震带 ▪ 天山地震活动区 ▪ 华北地震活动区 ▪ 东南沿海地震活动区
第二章 地下工程抗震原理
1.2 地震的危害
世界上多次强破坏性地震都集中在城市：
▪ 1906年美国旧金山大地震（M8.3） ▪ 1923年日本关东大地震（M8.2） ▪ 1960年智利南部大地震（M8.5） ▪ 1964年美国阿拉斯加大地震（M8.4） ▪ 1968年日本十胜冲大地震（M8.0） ▪ 1976年中国唐山大地震（M7.8） ▪ 1989年美国洛马普里埃地震（M7.0） ▪ 1994年诺斯雷奇地震（M6.7） ▪ 1995年日本阪神地震（M7.2）
上层几乎全部和中下层部分中柱剪切破坏
33/42根中柱剪切破坏 东侧上层16/17根中柱剪切破坏 西侧上层4/8根中柱，9/14根侧柱剪切破坏 1根中柱裂缝
第二章 地下工程抗震原理
2.2.2 地铁车站破坏的主要特点
地铁车站破坏的主要特点有哪些呢？
第二章 地下工程抗震原理
2.2.2 地铁车站破坏的主要特点
地下结构灾害与防护
第三章 地下工程抗震原理
第二章 地下工程抗震原理
0 内容提要
▪ 概述 ▪ 地下结构地震危害机理 ▪ 地下结构抗震分析 ▪ 地下结构抗震对策与设计
第二章 地下工程抗震原理
1 概述
▪ 我国震区分布 ▪ 地震的危害 ▪ 地下结构的震害 ▪ 地下工程抗震的意义
第二章 地下工程抗震原理
第二章 地下工程抗震原理
1.2 地下工程抗震的意义
▪地铁隧道、车站：百万人口以上的城市都有建设地铁的需求。 ▪铁路隧道：岩石隧道等。 ▪公路隧道：岩石隧道、土层隧道、越江隧道。 ▪市政隧道：电信（电缆）隧道、输水隧道。 ▪市政管线：水管、气管。
地下结构的震害在大地震中已有发生，已成为工程设计必须考虑的问题。 随着地下空间开发和地下结构建设规模的不断加大，地下结构的抗震设 计及其安全性评价的重要性、迫切性愈来愈明显。
第二章 地下工程抗震原理
2.2.7 地下管道的破坏特点
第二章 地下工程抗震原理
2.2.6 岩石隧道的破坏
▪ 断层、破碎带等地层软弱处易破坏。 ▪ 隧道口易遭破坏。 ▪ 例：
• 2008年汶川特大地震
第二章 地下工程抗震原理
2.3 地下结构地震破坏特征
▪ 地下结构地震时的运动特征 ▪ 地下结构地震破坏的两大类型 ▪ 地下结构地震时的破坏特征
阪神地震对地铁结构造成的破坏为世界地 震史上大型地下结构在地震中遭受严重破坏的首 例。在神户市内2条地铁线路的18座车站中，有6 个站均发生严重的破坏。 为什么？
第二章 地下工程抗震原理
1.3.2 地下管道的震害
▪ 1906年美国旧金山大地震（M8.3），三条主要输水管 道破坏，上千处破裂，消防水断绝，火灾无法扑灭，大 火燃烧三天三夜，造成800余人死亡，损失财产4亿美元。 ▪ 1976年中国唐山大地震（M7.8），唐山市给水系统全 部瘫痪，径一个月抢修才勉强恢复供水；秦京输油管道 发生5处破坏。 ▪ ……
中柱破坏
第二章 地下工程抗震原理
2.2.2 地铁车站破坏的主要特点
中柱破坏
第二章 地下工程抗震原理
2.2.3 地铁隧道的破坏
1995年阪神大地震
线路 阪神电气铁路
区间 春日野道～岩屋
其他
长度/m 1000 3540
神户电气铁路
神户高速铁路
新开地站以西 新开地站以西东等地 神户～阪急三宫等地
西代站～大开站
第二章 地下工程抗震原理
2.3.1 地下结构地震时的运动特征
地震时地下结构与地层是共同作用的， 地层在震动中起主导作用，地下结构主要 是在地层的约束下运动。
第二章 地下工程抗震原理
2.3.2 地下结构地震破坏的两大类型
1. 地层破坏导致结构破坏
地层断裂、砂土液化、软化震陷等现象引起的地层 位移、错动、滑移，使地下结构失去周围土体的约束保 护、受力失去平衡，产生过大变形，最终导致破坏。
2.2.4 地铁隧道破坏的主要特点
第二章 地下工程抗震原理
2.2.5 地下铁道震害影响因素
第二章 地下工程抗震原理
2.2.6 地下管道的破坏
▪ 供水管、排水管、输油管、输气管、共同沟均有震害 现象。
▪ 地下管道地震破坏可能导致各种次生灾害：
• 共同沟、燃气管道破裂可能导致火灾。 • 供水管道破坏无法提供消防用水，火灾失控。
第二章 地下工程抗震原理
2.1.3 新观点
反思：阪神大地震中，包括诸如地铁车站及 区间隧道等结构在内的大量大型地下结构出现严 重的破坏，使人们对地下结构的抗震安全性产生 怀疑。
人们开始研究……
第二章 地下工程抗震原理
2.1.3 新观点
新观点（1995年后）：地下结构具有不同于 地面结构的抗震性能和破坏特征，在某些情形下， 同样会发生严重甚至强于地面结构的破坏。
第二章 地下工程抗震原理
2.1.1 老观点
警钟敲响：
1. 地下结构没有震害事例的原因：当时大型地下结构 为数甚少，遇到地震者更少。
2. 1995年以前，抗震工程学者曾指出：关于地下结构， 虽然迄今尚无严重震害事例，但从地上结构受震害 破坏经验来看，可以设想这类结构今后仍有出现震 害的可能，设计时对此应有必要的充分准备。