地震工程教学课件第一讲
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地震工程学讲义
第一章 绪论§1、1 地震与地震动地震是一种自然现象，每年平均发生500万次左右的地震，绝大多数很小，不可以用灵敏仪器测量的约占99%；可以感觉到地为1%，其中，5级以上的强烈地震约1000次左右，能造成严重破坏的大地震（>7%），平均每年大约发生18次。
地震给人类带来灾难，给人类社会造成不同程度的伤亡事故及经济损失。
如在20世纪，前80年（1900—1980）全球因地震造成的死亡人数高达105万人，平均每年死亡1.3万人。
1990年伊朗鲁德巴尔地震造成5万多人丧生。
1995年日本阪神地震紧急损失高达960亿美元就是例证。
为了抗御与减轻地震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与抗震设计。
1、1、1地震类型与成因对于构造地震，可以从宏观背景和局部机制两个层次上揭示其具体成因。
宏观背景：地球的构造：R=6371Km 约 6400Km 包括：地壳、地幔与地核。
地壳有各种不均匀的岩石组成，出地面的沉积层外，陆地下面的地壳主要为：上不是花岗岩层，下部为玄武岩层；海洋下面的地壳一般只有玄武岩层，革除厚薄不一。
世界上大部分地震都发生在这一薄薄的地壳内。
地幔主要有质地坚硬的橄榄眼组成，它具有粘弹性，由于地球内部放射性物质不断释放能量，从地下20Km~700Km ，地球内部温度有大约600℃~2000℃，在这一范围内的地幔中存在着厚约几百公里的软流层，物质对流，地球内部的压力也不均衡，900Mpa~370000Mpa ，地幔内部物质在热状态和不均衡压力作用下缓慢的运动着，即可能为地壳运动的根源。
地核是地球的核心部分，分为外核（厚2100Km ）和内核，其主要构成物质是镍和铁。
据推测，外和可能处于液态而内核可能是固态。
通常认为，地球最外层是有一些巨大的板块组成，（六大板块和若干小板块），六大板块即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。
板块向下延伸的深度大约为70~100Km ，由于地幔物质的对流，板块也相互运动，板块的构造运动，是构成地震产生的根本原因。
《地震与工程抗震》课件
地震工程研究已经从单一的建筑结构扩展到包括桥梁、隧道、地下结构等更广泛的结构类型。
地震工程研究已经从单纯的理论研究向实际工程应用转变，更加注重工程实践和验证。
地震工程将更加注重多学科交叉，包括物理学、数学、计算机科学等，以解决地震工程中的复杂问题。
地震工程将更加注重智能化技术的应用，如人工智能、机器学习等，以提高地震工程设计的精度和效率。
包括桥墩震断、支座脱落、梁板坠落等，这些震害都与桥梁结构的设计、施工质量和抗震构造措施有关。
桥梁结构的振动反应
02
地震发生时，桥梁结构会受到地震波的冲击而产生振动，振动的幅度和频率与桥梁结构的动力特性和地震波的特性有关。
桥梁结构的抗震设计
03
抗震设计是减轻地震灾害的关键，包括场地选择、地基处理、桥墩设计、支座系统等，这些措施能够提高桥梁结构的抗震性能，减少震害的发生。
THANK YOU
总结词
地震可以根据不同的分类标准进行分类，全球地震Байду номын сангаас要分布在环太平洋地震带和欧亚地震带。
详细描述
根据震源深度、地表地质等因素，地震可以分为浅源地震、中源地震和深源地震。全球大部分地震都分布在环太平洋地震带和欧亚地震带，这些地区的地壳构造活动较为频繁。
总结词
地震波分为体波和面波两类，它们以不同的方式和速度传播，对地表和建筑物造成不同程度的破坏。
详细描述
体波是指在地壳内部传播的波，包括纵波和横波。纵波传播速度快，但破坏力较小；横波传播速度慢，但破坏力较大。面波则是在地表传播的波，其影响范围较广，破坏力较强。地震波的传播方式和速度受到地壳结构、地下水位、地表地质等多种因素的影响。
02
工程抗震的基本概念
减轻地震灾害对人类社会造成的损失，保护人民生命财产安全。
《地震工程》课件
地震的成因：地壳运动、火山活动、地下水变化等
地震的分类：构造地震、火山地震、塌陷地震、人工地震等
地震的震级：根据地震释放的能量大小进行划分，如里氏震级、矩震级等
地震的烈度：根据地震对地面和建筑物的影响程度进行划分，如麦加利地震烈度、欧洲地震烈度 等
地震波的传播和影响
地震波类型：纵波、横波、面波
进行结构动力分析
结构抗震性能评估
地震工程结构分析的目的：评 估结构的抗震性能
结构抗震性能评估的方法：采 用地震模拟、结构分析等方法
结构抗震性能评估的内容：包 括结构强度、刚度、稳定性等
结构抗震性能评估的应用：用 于设计、施工、维护等阶段， 确保结构的抗震性能达到要求
结构减震和隔震技术
减震技术：通过改变结构本身的特性，如增加阻尼、改变刚度等，来减小地震对结构的影 响。
地震工程案例分析
历史大地震的影响和教训
1976年唐山大地震：造成 ห้องสมุดไป่ตู้4万人死亡，经济损失巨大
1923年关东大地震：造成 14万人死亡，经济损失巨大
1906年旧金山大地震：造成 30万人无家可归，经济损失 巨大
2008年汶川大地震：造成8 万人死亡，经济损失巨大
2011年日本大地震：造成 1.5万人死亡，经济损失巨大
隔震技术：通过在结构与基础之间设置隔震层，如橡胶垫、铅芯橡胶垫等，来减小地震对 结构的影响。
减震技术的优点：可以减小地震对结构的影响，提高结构的抗震性能。
隔震技术的优点：可以减小地震对结构的影响，提高结构的抗震性能，同时可以减小地震 对室内人员的影响。
结构健康监测和加固
结构健康监测：通过监测设备实时监测结构健康状况，及时发现问题 加固方法：采用加固材料和加固技术，提高结构抗震能力 加固效果评估：通过模拟地震试验，评估加固效果 加固实例：介绍实际工程中的加固案例，展示加固效果
地震的分类：构造地震、火山地震、塌陷地震、人工地震等
地震的震级：根据地震释放的能量大小进行划分，如里氏震级、矩震级等
地震的烈度：根据地震对地面和建筑物的影响程度进行划分，如麦加利地震烈度、欧洲地震烈度 等
地震波的传播和影响
地震波类型：纵波、横波、面波
进行结构动力分析
结构抗震性能评估
地震工程结构分析的目的：评 估结构的抗震性能
结构抗震性能评估的方法：采 用地震模拟、结构分析等方法
结构抗震性能评估的内容：包 括结构强度、刚度、稳定性等
结构抗震性能评估的应用：用 于设计、施工、维护等阶段， 确保结构的抗震性能达到要求
结构减震和隔震技术
减震技术：通过改变结构本身的特性，如增加阻尼、改变刚度等，来减小地震对结构的影 响。
地震工程案例分析
历史大地震的影响和教训
1976年唐山大地震：造成 ห้องสมุดไป่ตู้4万人死亡，经济损失巨大
1923年关东大地震：造成 14万人死亡，经济损失巨大
1906年旧金山大地震：造成 30万人无家可归，经济损失 巨大
2008年汶川大地震：造成8 万人死亡，经济损失巨大
2011年日本大地震：造成 1.5万人死亡，经济损失巨大
隔震技术：通过在结构与基础之间设置隔震层，如橡胶垫、铅芯橡胶垫等，来减小地震对 结构的影响。
减震技术的优点：可以减小地震对结构的影响，提高结构的抗震性能。
隔震技术的优点：可以减小地震对结构的影响，提高结构的抗震性能，同时可以减小地震 对室内人员的影响。
结构健康监测和加固
结构健康监测：通过监测设备实时监测结构健康状况，及时发现问题 加固方法：采用加固材料和加固技术，提高结构抗震能力 加固效果评估：通过模拟地震试验，评估加固效果 加固实例：介绍实际工程中的加固案例，展示加固效果
工程地震(地震现象)PPT精品文档
确定的平面
的夹角
Z
d S X i
R
波射线
波阵面的法线，代表 波的传播方向。
视速度 V* = d/dt 真速度 V = dR/dt
V* ＞V V / V* = sin i 29
地震微观现象——地震波
地震波
Seismic
震源扰动在地球介质中传播形成的弹性波
wave
在地球介质内部传播的地震波——自由波
– 体波 Body wave SV波—质点振动在 纵波（P — Primary wave）质播质传方点入S点播H向振射振方波动一面动向—致方内方正质向。。向交点与与 。振波波动的的与传
25
26
27
地震微观现象——地震波
Y
O 水平面
X
28
地震微观现象——地震波
地面 O
地
波前
震
任一时刻在介质空间
h
波
中分割已经扰动和未
传
被扰动区域的曲面。
播
等相位面
F
的
经过相同的传播时间
几
震源扰动所到达的空 间点构成的曲面。
何
描
波阵面
述
扰动区中的一系列等 相位面。
入射面
入射角 i
入射线与界面法线 入射线与界面法线
because of their inertia — while the frame and the paper roll are moved by
atphneend vraiebhcroearatdivnsygtwhgeroigwuhnatvdwe. fiothrmasn. attached pen hangs from the frame.
From Wikipedia, the free encyclopedia /wiki/Earthquake
7 地震工程地质研究PPT课件
VS
E
2 (1 )
一般情况下 0.22，VP1.67VS 一般地震表面
VS 34km/ 秒，对建筑界面，P波先到达，然后
是S波，最后L波。
7.震级（M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地 震所释放出来的能量大小所决定。
M＝LOGA
A：距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波 最大振幅。（微米）
体波：通过地球本体传播的波 面波：体波经过反射、折射后， 在介质的界面或自由面（如地 面）传播
体波
纵波（P）：压缩波，对应于介质体应变，三维扩散 横波（S〕：剪切波，对应于切应变，二维扩散破坏
性最大
面波（L）
瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进 勒夫波（Q）：质点在XY面上曲线前进
瑞利波
振幅A
若以地震烈度 6 度为轻微以上破坏性标准，我国 约 575万 平方公里属于轻微以上破坏区，其中，宁夏、 兰州、海口、北京、太原、大同、西安、昆明、天津、 呼市、汕头位于 8 度区。
一次6级地震可释放6×1020尔格的能量， 大致相当于 30～40万吨 TNT炸药的巨大爆 炸， 7级地震可释放 2 ×1022尔格的能量， 8级地震可释放6 ×1026尔格的能量。可见地 震释放能量之大。而且绝大部害的猝发性和惨重性往往给 人类生命以极大威胁，造成经济财产巨大损
失。
据美国联邦政府统计，仅二十世纪以来，全世界就有 12O余万 人遇难于地震灾害；五十年代以来，全球破坏性地震造成的经济损 失已逾 2000亿 美元。地震灾害是最重要的自然灾害之一。中国的 地震灾害又居世界之首。在我国历史记载中，1556年陕西华县地 震8级死亡人口达 83万； 1920年宁夏海原地震死亡人数也超过 20万。令人痛心的 1976年唐山地震7.9级，死亡 24.2万 多人，工 业城市毁于一旦，直接经济损失 100亿 元，为世界地震史所罕见。 还有66年的邢台地震，70年通海地震，75年海域地震。 （我国这 些地震震源深都在13km左右）。
《地震工程学》课件
05
案例分析与实践
国内外典型地震案例分析
国内典型地震案例
选取近年来国内发生的典型地震事件，如汶川地震、玉树地震等，分析其地震参数、震害特点及影响范围。
国外典型地震案例
选取国际上有代表性的地震事件，如日本阪神地震、美国洛杉矶地震等，对比分析其地震参数、震害特点及抗震 措施。
地震工程实践与经验总结
03
地震工程学的应用与实践
地震工程学在建筑结构中的应用
建筑结构的抗震设计
地震工程学为建筑结构的抗震设计提供了理论依据和实践方法，通过合理的结构 设计和加固措施，提高建筑结构的抗震性能，减少地震对建筑的破坏。
新型抗震材料的研发
地震工程学的发展推动了新型抗震材料的研发和应用，如高性能混凝土、阻尼器 等，这些材料和设备的性能和效果在地震工程学研究中得到充分验证，为建筑结 构的抗震提供了有力支持。
抗震设计实践
介绍国内外在建筑、桥梁 、道路等工程领域的抗震 设计实践，总结抗震设计 的基本原则和方法。
抗震加固实践
介绍对既有建筑进行抗震 加固的工程实例，分析抗 震加固的有效性和适用性 。
应急救援实践
总结地震发生后的应急救 援经验，介绍救援队伍的 组织、救援装备和救援技 术等方面的实践经验。
案例分析与实践的启示与思考
启示
通过国内外典型地震案例的分析，总结地震工程实践的经验教训，为今后的抗震设计和 抗震加固提供参考。
思考
深入探讨如何提高建筑结构的抗震性能，加强地震预警和应急救援能力，以减少地震造 成的人员伤亡和财产损失。
感谢观看
THANKS
展
当前地震工程学面临的主要挑战
01
02
03
地震预测的难度
地震活动具有极大的不确 定性和复杂性，准确预测 地震发生的时间、地点和 强度仍是一个科学难题。
《地震工程学》课件
案例二：中国汶川地震
案例四：印度尼西亚苏 门答腊地震
案例六：土耳其伊斯坦 布尔地震
案例八：意大利拉奎拉 地震
案例十：俄罗斯堪察加 半岛地震
案例一：日本阪神地震
案例三：美国旧金山地 震
案例五：智利瓦尔帕莱 索地震
案例七：墨西哥城地震
案例九：新西兰基督城 地震
经验教训：地震工程实践中常见的问题和挑战 改进措施：针对这些问题和挑战的解决方案和改进措施 案例分析：具体案例分析，包括问题描述、解决方案和改进措施 实践经验：总结实践经验，提出建议和指导
应用领域：广泛应用于建筑、桥梁、道路、水利、电力、通信等基础设施建设领域。
研究内容：地震工程学主要研究地震对建筑物、桥梁、隧道等基础设施的影响，以及如何设计和建造抗震结构。 研究方法：地震工程学采用实验、数值模拟、现场观测等多种方法，对地震作用下的结构行为进行研究。 实验方法：通过模拟地震振动的实验，研究结构在地震作用下的响应和破坏机理。 数值模拟方法：利用计算机软件，对地震作用下的结构行为进行数值模拟，预测结构在地震作用下的响应和破坏情况。 现场观测方法：通过对地震现场的观测和记录，了解地震作用下的实际情况，为地震工程学的研究提供依据。
抗震设计。
地震预测的准确性：如何更准确地预测地震的发生时间和强度
建筑物抗震性能：如何提高建筑物的抗震性能，减少地震造成的损失
地震救援和恢复：如何提高地震救援的效率，以及如何快速恢复受灾地区的正常生活
地震工程学的研究和应用：如何推动地震工程学的研究和应用，提高地震灾害的预防和应对 能力
地震监测技术的发展：提高地震监测的 准确性和实时性
汇报人：
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汇报人：
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04
《地震》PPT课件-完美版
联 系上下 文；联 系生活 实际； 结合时 代背景 ；展开 丰富联 想。… …
师 ：希望 同学们 在以后 的学习 过程中 ，继续 运用我 们总结 的这些 体会句 子的方 法去学 习课文 ，一定 会有更 多的收 获。
日 积月累
过 渡：鲁 迅先生 的文章 无疑是 人类文 化宝库 中的一 笔财富 ，这节 课我们 一起细 细品读 鲁迅先 生文章 中的脍 炙人口 、发人 深省的 名言警 句。
从他们那里可以得到什么启示呢？ 怎样做好防震准备呢？
固定物品，以免震倒。 清洁楼道，保持畅通。 清理小间，以便躲避。 备防震包，方便自救。
避震常识
地震自救
学校自救 家庭自救 户外自救 震后自救
可以躲避在学课桌校下自、救讲台旁，
教学楼内的学生可以到空间小、 有管道支撑的房间里，决不可让 学生们乱跑或跳楼。
我知道了地震的成因
当地壳由于受到挤压，会产生褶皱。当 Nhomakorabea皱承受不了挤压的 力度时，便会产生断裂并释放出能量，便形成了地震。
你地震知是道一地种震自是然怎现么象发，生是地的壳吗中？
的岩层发生破裂产生震动而引起的。
地震的危害
在城市：房屋坍塌、燃气泄漏、交通中 断、停水断电、通讯中断等
在山区：山体滑坡、水库垮坝、铁轨变 形、桥梁垮塌
（2 ）提出 要求： 可以就 课文来 谈，可 以结合 课外学 习的收 获来谈 ；可以 讲同鲁 迅有关 的人和 事，也 可以说 说读鲁 迅作品 的体会 。
（3 ）小组 讨论， 合作学 习。
（4 ）汇报 交流， 师生评 议。
（5 ）教师 小结。 阅读了 鲁迅先 生的文 章，认 识了鲁 迅这位 伟大的 文学家 、思想 家和革 命家， 希望同 学们能 从他的 身上汲 取力量 ，超越 自我。
抗震课件1
S波开始面波开始
1.2 地震的基本术语
三、震级
1、地震震级：反映一次地震本身大小的等级，用M表示
M log
=
A
式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地动位移，单位为微米。
2.震级与能量的关系
11
log+
=
8.
E5.1
M
能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约32倍；相差二级，能量相差1000倍。
3.按震级的地震分类
微震---2级以下。
人感觉不到
有感地震---2-4级人有感觉
破坏性地震---5级以上有破坏
强烈地震---7级以上有破坏
特大地震---8级以上有破坏
1.2 地震的基本术语
四、地震烈度
1.定义及影响因素
一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。
用I表示。
一般而言，震级越大，烈度就越大。
同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。
影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。
2.地震烈度表
地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。
我国在1980年制定了《中国地震烈度表》。
《中国地震烈度表》将地震烈度分为1-12度。
地震教学完整1ppt课件
1、躲到桌子下，床下和汽车里
1、迅速寻找一个大而坚实的物体
2、靠墙站立或蹲下
2、移动并靠近它的一侧
3、站在门框边上
3、尽量卷缩自己身体躺下
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23
哪里可以迅速找到活命三角区？
如果你来不及逃到室外，这里都可以是：
最好躲在支撑多空间小的卫生间
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24
假如你正好在汽车边上？
在车内的人会被路边坠落的物体砸伤 地震无辜受害者都是呆在车内
辉县市城北中学 王翠丽
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1
你感受到什么了？
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2
你感受到什么了？
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3
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4
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5
唐山大地震
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6
倒塌的房屋
被损坏的桥梁
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7
当你们看到这些图片时你想说什么？
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8
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9
精品课件
10
1、假如地震真来了，那我们在学校，在家 或户外时又该怎样防护呢？
31
“ ” 你一定要记住 精品地课件震活命三角区 32
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11
震时是跑还是躲，我国多数专家认为： 震时就近躲避，震后迅速撤离到安全地 方，是应急避震较好的办法。
避震应选择：
室内结实、能掩护身体的物体（旁）、 易于形成三角空间的地方；
开间小、有支撑的地方；
室外开阔、安全的地方。
精品课件
12
我要思考一下：
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一、 宏观震害
二、 地震前后对比
震前
震后
震前
震后
震前
震后
震前
震后
震前
震后
震前
震后
震后
震前 震后
震前
震后震前震后前震后震前震后
震 害现象
震 害现象
三、各类结构的破坏特征
石拱桥震害
多层砖木结构震害
多层砖木结构震害
第一讲
地震学与工程抗震学 唐山地震与工程抗震
第0章 绪论
一 地震及地震灾害 1 、地震是一种突发式的自然灾害 2、20世纪大震震害：
1556年关中大地震 死亡83万 1920年宁夏海源地震 死亡20万 1976年唐山大地震 死亡24万 1999年台湾集集地震 死亡1万损失1000亿新台币
二 、 学科分类
梁式桥震害
梁式桥震害
钢筋混凝土框架结构震害
钢结构厂房震害
地下结构震害
塔架结构震害
钢结构桥梁震害
四、房屋结构及非结构构件震害
b、砌块承重墙
钢柱节点震害
钢柱失稳震害
基础震害
五、震后反思
震害经验总结 城市的防震抗灾对策 工程结构抗震的必要性与重要性 抗震防灾应急措施
地震工程学： 1 、 地震学（地震预报） ⑴ 地震危险性分析 ⑵ 地震区划 2 、工程抗震学（工程抗震）
三、研究内容
1、 地震学
1）中长期预报中的潜在震源划分，地震活动性规律 2）地震动工程参数的选择 3）参数估计
以概率定义的地震动区划——危害性或危险性区划
2 、工程抗震学
1）地基的动力性能 2）构件与结构的动力特性 3）结构动力反应 4）结构弹塑性反应与破坏机制 5）结构可靠性理论和工程设计
平房震害
平房震害
平房局部震害
平房局部震害
平房震害
烟囱震害
烟囱震害
烟囱震害
烟囱震害
烟囱震害
多层石房震害
多层砖房倒塌震害
多层砖房倒塌震害
多层砖房倒塌震害
多层砖房部分倒塌震害
多层砖房部分倒塌震害
多层砖房部分倒塌震害
多层砖房部分倒塌震害
多层砖房部分倒塌震害
多层砖房严重破坏
多层砖房严重破坏
多层砖房基本完好
多层砖房基本完好
厂房震害
厂房震害
内框架结构震害
大门震害
空旷房屋震害
空旷房屋震害
塔式结构震害
塔式结构震害
窑炉结构震害
窑炉结构震害
无梁楼盖震害
通廊结构震害
通廊结构震害
壳体结构震害
筒仓结构震害
筒仓结构震害
贮仓结构震害
贮仓结构震害
注：特殊动力学内容：砼坝体、贮液器、核电站、桥梁、大型 管道、海洋平台
四、研究任务及方法
1、 地震学 任务：地震的活动性 方法：宏观调查总结历史经验，结合地质构 造环 境及其地震仪观测震源特性及大小作出预报
2 、 工程抗震学 任务：在最经济的条件下确保结构的安全可靠 方法：根据地震动选型—建模—试验—分析—设计
五、 两门学科的联系
1 、 地震学： 通过地震动测量了解震源与地球介质特性，
作出准确预报。研究目标在于地震本身而不是地 震动。
2 、 工程抗震学： 通过了解地震动规律，进行结构地震反应分析
和设计。研究的目标是地震动本身，是地震动与 结构震动的关系，而不是地震本身。
唐山大地震与结构抗震
宏观震害 地震前后建筑对比 各类工程结构破坏特征 结构构件震害 影响结构震害因素分析 唐山大地震后人们的思考