地震工程学课件
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热带气旋（飓风、台风）、地震、洪涝、雷暴与龙卷风、 雪暴、火山爆发、热浪、雪崩、滑坡、潮汐与海啸
中国是受灾最严重的国家之一
灾重：地震（7/17次5万人， 4/4次20万人） 分布广 成灾比率高
back
地震灾害频仍
灾害日趋频繁
产生自然灾害的直接原因——自然现象 产生自然灾害的结构原因—— “社会”本身的弱点
• 震源 • 震中 • 震源深度 • 震源距 • 震中距
back
2.5 地震分布
• 世界地震带
– 环太平洋地震带 – 欧亚地震带
• 中国地震环境
– 地震构造运动背景 – 10个地震区 – 中国地震的基本特征
back
世界地震带
• 环太平洋地震带 • 欧亚地震带
2.6 地震观测与度量
• 地震观测 • 地震度量
back
强震观测的现状
• 始于1932年美国 • 1933年获得首次记录（美国长滩地震） • 60年代以前，以结构为主 • 60年代以后，加强了地表和近地表地震动的观测 • 1985年，全世界供布设7000台，日美各3000台 • 全世界已取得可用记录达上万条 • 世界最大峰值加速度记录2.3g（加拿大） • 中国最大地震动记录0.54g（云南）
布设方式：线布状设布在设某潜建几地在区筑十表发域物至及震内不几地断（同百下层上高米几辐百附度十射公近处-20线里0米上）处 目的：地巨近结震大场构动地衰区震的随减的动反空深规地、应间度律震相的、动源关变地资机性化震料制、传、土播场结效地相应影互响作用 举例：美北台日国京湾本加阿圣饭SM州拉安店A斯德、RT加列天-1斯津、断医SM层院A台R阵T-2
仪器
使用者
地震 强弱
运转 方式
记录速 度
放大倍 数
记录量
记录 内容
设置地 点
通频带
目的
地震仪
地震工 作者
弱震
连续
慢
高
位移
到时差、 初相
基岩
窄、 低频
震源、介质、 传播规律
强震仪
抗震工 作者
强震
自动 触发
快
低
加速度
全过程
场地、 宽、 结构 高低频
地震动、结构 振动特性
back
强震观测台网
• 地震动衰减台阵 • 区域地震动台阵 • 断层地震动台阵 • 结构地震动台阵 • 地震动差动台阵 • 地下地震动台阵
过渡的重要因素
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3.2 震级与烈度
• 震级 • 烈度
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地震震级
• 含义——一次地震释放能量大小的度量 • 多种震级定义
back
4
强震观测记录的作用
• 是地震工程学赖以发展的数据基础 • 是研究地震动特性的数据基础 • 是推动地震力理论发展的重要因素
– 几乎每一次关于地震动特性认识的提高和地震力理论的 变革其根本原因都可归结为对强震观测记录的深入分析
• 是结构地震反应分析的输入形式 • 是推动结构抗震理论进入反应谱阶段和向动力阶段
抗震试验、理论分析
InputSystemOutput
抗震减灾理论
抗震设计理论、结构振动控制理论、地震危险性 分析、震害预测理论、防灾规划、灾害控制理论
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1.4 地震工程学的特点
• 研究基础——强震观测、震害经验与 试验研究
• 研究重点——地震作用 • 研究热点——结构非线性与复杂地震
动输入 • 发展方向——广泛应用概率论、控制
• 地震成因
– 宏观背景——板块构造运动 – 局部机制——断层说（弹性回跳说、粘滑说）
• 地震类型
– 按成因（构造EQ、火山EQ、陷落EQ、诱发EQ） – 按发震位置（板边EQ、板内EQ） – 按震源深度（浅源EQ、中源EQ、深源EQ） – 按地震序列（主震余震型、震群型、单发型）
back
2.4 几个有关名词
论、规划论
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1.5 地震工程学与相关学科的关系
• 地震工程学与地震学 • 地震工程学与土木工程 • 地震工程学与社会学
back
2 地震学基础知识
2.1 地球内部构造 2.2 板块构造运动 2.3 地震成因和类型 2.4 几个有关名词 2.5 地震分布 2.6 地震观测与度量 2.7 地震波动理论
地震工程学
Earthquake Engineering
李Baidu Nhomakorabea民
博士、教授
65121430
liyingmin@cta.cq.cn
地震工程学
• 1 地震工程学概述 • 2 地震学基础知识 • 3 工程地震——地震作用与灾害 • 4 结构地震反应分析 • 5 工程抗震与结构抗震设计 • 6 几个专题
1 地震工程学概述
1.1 地震灾害简述 1.2 地震工程学的发展概况 1.3 地震工程学的研究内容 1.4 地震工程学的特点 1.5 地震工程学与相关学科的关系
back
1.1 地震灾害简述
地球与地震并存
地震灾害严重 地震灾害频仍
抗震防灾是有效的
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地震灾害严重
世界地震灾害严重
简况 世界十大自然灾害（据联合国，1947-1980）
back
2.1 地球内部构造
• 几何形状与尺寸 • 内部构造
– M面和G面 – 三大圈层
• 物理性质
比重、温度、压力、etc
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2
2.2 板块构造运动
• 板块构造运动学说 • 六大板块
– 欧亚大陆板块 – 太平洋板块 – 美洲板块 – 非洲板块 – 印澳板块 – 南极板块
back
2.3 地震成因和类型
灾情日趋严重
城市“黑洞”现象日益加剧 生命线系统的脆弱
近年来的五大自然灾害
火山爆发、地震、风灾、陨石袭击、温室效应
back
1
1.2 地震工程学的发展概况
静力阶段 反应谱阶段 动力阶段
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1.3 地震工程学的研究内容
地震动
地震地质背景、强震观测、地震动特性、地震动 模拟、震害分析
工程结构地震反应
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3.1 地震动观测
• 地震动观测仪器 • 强震观测台网 • 强震观测的现状 • 强震观测记录的作用
back
地震动观测仪器
• 两种仪器——地震仪与强震仪
• 二者不同点 • 二者共同点
拾震器 放大器
–运动方程——用拾震器的位移表示地面运动
记录器
mx’’+cx’+kx=-mxg’’ x’’+2EWx’+W2x=-xg’’
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3
2.7 地震波动理论
• 地震波类型
– 体波（运动特点、对结构作用）
• 纵波——压缩波——P波 • 横波——剪切波——S波
– 面波
• 瑞雷波——R波 • 乐夫波——L波
• 地震波动理论
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3 工程地震（地震作用）
• 3.1 地震动观测 • 3.2 震级与烈度 • 3.3 地震地面运动特性 • 3.4 地震地面运动模拟 • 3.5 地震灾害
中国是受灾最严重的国家之一
灾重：地震（7/17次5万人， 4/4次20万人） 分布广 成灾比率高
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地震灾害频仍
灾害日趋频繁
产生自然灾害的直接原因——自然现象 产生自然灾害的结构原因—— “社会”本身的弱点
• 震源 • 震中 • 震源深度 • 震源距 • 震中距
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2.5 地震分布
• 世界地震带
– 环太平洋地震带 – 欧亚地震带
• 中国地震环境
– 地震构造运动背景 – 10个地震区 – 中国地震的基本特征
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世界地震带
• 环太平洋地震带 • 欧亚地震带
2.6 地震观测与度量
• 地震观测 • 地震度量
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强震观测的现状
• 始于1932年美国 • 1933年获得首次记录（美国长滩地震） • 60年代以前，以结构为主 • 60年代以后，加强了地表和近地表地震动的观测 • 1985年，全世界供布设7000台，日美各3000台 • 全世界已取得可用记录达上万条 • 世界最大峰值加速度记录2.3g（加拿大） • 中国最大地震动记录0.54g（云南）
布设方式：线布状设布在设某潜建几地在区筑十表发域物至及震内不几地断（同百下层上高米几辐百附度十射公近处-20线里0米上）处 目的：地巨近结震大场构动地衰区震的随减的动反空深规地、应间度律震相的、动源关变地资机性化震料制、传、土播场结效地相应影互响作用 举例：美北台日国京湾本加阿圣饭SM州拉安店A斯德、RT加列天-1斯津、断医SM层院A台R阵T-2
仪器
使用者
地震 强弱
运转 方式
记录速 度
放大倍 数
记录量
记录 内容
设置地 点
通频带
目的
地震仪
地震工 作者
弱震
连续
慢
高
位移
到时差、 初相
基岩
窄、 低频
震源、介质、 传播规律
强震仪
抗震工 作者
强震
自动 触发
快
低
加速度
全过程
场地、 宽、 结构 高低频
地震动、结构 振动特性
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强震观测台网
• 地震动衰减台阵 • 区域地震动台阵 • 断层地震动台阵 • 结构地震动台阵 • 地震动差动台阵 • 地下地震动台阵
过渡的重要因素
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3.2 震级与烈度
• 震级 • 烈度
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地震震级
• 含义——一次地震释放能量大小的度量 • 多种震级定义
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4
强震观测记录的作用
• 是地震工程学赖以发展的数据基础 • 是研究地震动特性的数据基础 • 是推动地震力理论发展的重要因素
– 几乎每一次关于地震动特性认识的提高和地震力理论的 变革其根本原因都可归结为对强震观测记录的深入分析
• 是结构地震反应分析的输入形式 • 是推动结构抗震理论进入反应谱阶段和向动力阶段
抗震试验、理论分析
InputSystemOutput
抗震减灾理论
抗震设计理论、结构振动控制理论、地震危险性 分析、震害预测理论、防灾规划、灾害控制理论
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1.4 地震工程学的特点
• 研究基础——强震观测、震害经验与 试验研究
• 研究重点——地震作用 • 研究热点——结构非线性与复杂地震
动输入 • 发展方向——广泛应用概率论、控制
• 地震成因
– 宏观背景——板块构造运动 – 局部机制——断层说（弹性回跳说、粘滑说）
• 地震类型
– 按成因（构造EQ、火山EQ、陷落EQ、诱发EQ） – 按发震位置（板边EQ、板内EQ） – 按震源深度（浅源EQ、中源EQ、深源EQ） – 按地震序列（主震余震型、震群型、单发型）
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2.4 几个有关名词
论、规划论
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1.5 地震工程学与相关学科的关系
• 地震工程学与地震学 • 地震工程学与土木工程 • 地震工程学与社会学
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2 地震学基础知识
2.1 地球内部构造 2.2 板块构造运动 2.3 地震成因和类型 2.4 几个有关名词 2.5 地震分布 2.6 地震观测与度量 2.7 地震波动理论
地震工程学
Earthquake Engineering
李Baidu Nhomakorabea民
博士、教授
65121430
liyingmin@cta.cq.cn
地震工程学
• 1 地震工程学概述 • 2 地震学基础知识 • 3 工程地震——地震作用与灾害 • 4 结构地震反应分析 • 5 工程抗震与结构抗震设计 • 6 几个专题
1 地震工程学概述
1.1 地震灾害简述 1.2 地震工程学的发展概况 1.3 地震工程学的研究内容 1.4 地震工程学的特点 1.5 地震工程学与相关学科的关系
back
1.1 地震灾害简述
地球与地震并存
地震灾害严重 地震灾害频仍
抗震防灾是有效的
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地震灾害严重
世界地震灾害严重
简况 世界十大自然灾害（据联合国，1947-1980）
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2.1 地球内部构造
• 几何形状与尺寸 • 内部构造
– M面和G面 – 三大圈层
• 物理性质
比重、温度、压力、etc
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2
2.2 板块构造运动
• 板块构造运动学说 • 六大板块
– 欧亚大陆板块 – 太平洋板块 – 美洲板块 – 非洲板块 – 印澳板块 – 南极板块
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2.3 地震成因和类型
灾情日趋严重
城市“黑洞”现象日益加剧 生命线系统的脆弱
近年来的五大自然灾害
火山爆发、地震、风灾、陨石袭击、温室效应
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1
1.2 地震工程学的发展概况
静力阶段 反应谱阶段 动力阶段
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1.3 地震工程学的研究内容
地震动
地震地质背景、强震观测、地震动特性、地震动 模拟、震害分析
工程结构地震反应
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3.1 地震动观测
• 地震动观测仪器 • 强震观测台网 • 强震观测的现状 • 强震观测记录的作用
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地震动观测仪器
• 两种仪器——地震仪与强震仪
• 二者不同点 • 二者共同点
拾震器 放大器
–运动方程——用拾震器的位移表示地面运动
记录器
mx’’+cx’+kx=-mxg’’ x’’+2EWx’+W2x=-xg’’
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3
2.7 地震波动理论
• 地震波类型
– 体波（运动特点、对结构作用）
• 纵波——压缩波——P波 • 横波——剪切波——S波
– 面波
• 瑞雷波——R波 • 乐夫波——L波
• 地震波动理论
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3 工程地震（地震作用）
• 3.1 地震动观测 • 3.2 震级与烈度 • 3.3 地震地面运动特性 • 3.4 地震地面运动模拟 • 3.5 地震灾害