地震工程教学课件第十一讲
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《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。
地震工程学课件
第四章、线性结构地震反应分析
4.1 动力方程的建立
4.1.4 多维地震动输入时的动力方程
[ M ]{v}+ [C ]{v}+ [ K ]{v} = − [ M ][ I ] vg • •• •• •• • • • ⎧ ⎪ ⎪ ⎡C ⎤{U} =−[ M] [cosθ ]{U }+[X ]{θ}+[X ]{θ}−[X ]{θ 2}⎫ [ M]{U}+[C]{U}+[ K]{U} + 2[ M] ⎢ θ ⎥ ⎨ ⎬ g g ⎣ ⎦ θ θ
n
注意：弹性力、阻尼力 仅与相对位移、相对速度 • ⎡ •• •• ⎤ ⎢ mi ( v i + v g ) + cij v j + kij v j ⎥ = 0 有关
⎦
[ M ]{v}+ [C ]{v}+ [ K ]{v} = − [ M ][ I ] vg
上述的地震动，只有一维， 或者说地震动的分量只有一个
∂2 fs = − 2 ∂x ⎡ ∂ 2 y ( x, t ) ⎤ ⎢ EI ( x) ∂x 2 ⎥ ⎣ ⎦
⎡ ∂ 2 y ( x, t ) ∂ 2 y g (t ) ⎤ + f I = − m( x ) ⎢ ⎥ 2 2 ∂t ⎥ ⎢ ∂t ⎣ ⎦
f D = −c
∂y ( x, t ) ∂t
根据动静法，即达兰贝尔原理，形成平衡方程： f s + f D + f I = 0
n T{ } [ ]{ }T•C y{ y}
mij = ∫ m( x)ψ i ( x)ψ j ( x)dx 广义质量 cij = ∫ cψ i ( x)ψ j ' ( x)dx 广义阻尼
《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
工程地震 ppt课件
第七章 地震动衰减关系
7.1 基本衰减模型
目的：考虑震源、介质、场地三个环节， 建立预测场地地震动的统计
1）要预测的参数 2）统计模型（函数关系） 3）回归方法
1
一元回归分析
X 3 9 12 16 19 24 33 39 43 Y 0.43 1.37 1.43 1.49 1.46 2.45 2.98 3.41 3.94
场地影响
f3(S)eC7S
对于基岩S=0，土层S=1
11
加在一起
y C 0 e C 1 M (R R 0 ) C 3 e C 6 R e C 7 S
两边取对数，再加上统计误差（如标准差）
ly n C 0 C 1 M C 1 lR n R 0 ) ( C 6 R C 7 S
加以讨论改进 书P156
R
29
I I=I1(M,R)
I=I2(M,R)
Lny Lny=Y1(M,R)
震级相等 重复之
R
R
30
I I=I1(M,R)
I=I2(M,R)
Lny Lny=Y1(M,R)
前提：
距离相等
已知
I1,I2,Y1
M
求
Y2
M
31
I I=I1(M,R)
I=I2(M,R)
Lny Lny=Y1(M,R)
前提；
22大量研究各显千秋注意条件大量研究各显千秋注意条件33区域差别很重要区域差别很重要44可见在近场有差别可见在近场有差别18101001000101001000距离km中国东部长轴中国西部长轴日本福岛公式美国西部2中国西部短轴中国东部短轴美国西部11975反应谱衰减11高频和低频地震动饱和差别一般没考虑高频和低频地震动饱和差别一般没考虑22回归方法有讲究回归方法有讲究2076地震动持时衰减11持时定义很多因此要说明是什么定义持时定义很多因此要说明是什么定义22常用的是包络线的几个参数常用的是包络线的几个参数21三段式的公式关键参数
7.1 基本衰减模型
目的：考虑震源、介质、场地三个环节， 建立预测场地地震动的统计
1）要预测的参数 2）统计模型（函数关系） 3）回归方法
1
一元回归分析
X 3 9 12 16 19 24 33 39 43 Y 0.43 1.37 1.43 1.49 1.46 2.45 2.98 3.41 3.94
场地影响
f3(S)eC7S
对于基岩S=0，土层S=1
11
加在一起
y C 0 e C 1 M (R R 0 ) C 3 e C 6 R e C 7 S
两边取对数，再加上统计误差（如标准差）
ly n C 0 C 1 M C 1 lR n R 0 ) ( C 6 R C 7 S
加以讨论改进 书P156
R
29
I I=I1(M,R)
I=I2(M,R)
Lny Lny=Y1(M,R)
震级相等 重复之
R
R
30
I I=I1(M,R)
I=I2(M,R)
Lny Lny=Y1(M,R)
前提：
距离相等
已知
I1,I2,Y1
M
求
Y2
M
31
I I=I1(M,R)
I=I2(M,R)
Lny Lny=Y1(M,R)
前提；
22大量研究各显千秋注意条件大量研究各显千秋注意条件33区域差别很重要区域差别很重要44可见在近场有差别可见在近场有差别18101001000101001000距离km中国东部长轴中国西部长轴日本福岛公式美国西部2中国西部短轴中国东部短轴美国西部11975反应谱衰减11高频和低频地震动饱和差别一般没考虑高频和低频地震动饱和差别一般没考虑22回归方法有讲究回归方法有讲究2076地震动持时衰减11持时定义很多因此要说明是什么定义持时定义很多因此要说明是什么定义22常用的是包络线的几个参数常用的是包络线的几个参数21三段式的公式关键参数
2020学年高中地理第11课时地质灾害及其防避讲义鲁教版必修1(2021-2022学年)
第十一课时地质灾害及其防避(原教材选修5第二单元第一节、第四单元）学习目标：1.识记主要的地质灾害类型及特点。
（重点)2。
掌握地震、滑坡和泥石流等地质灾害的成因及防避措施。
(重难点）一、地震灾害１．概念(1）震源:引起地震的能量释放的源头。
(2）震源深度:震源垂直向上到地表的距离。
(３)震中:震源上方正对着的地面。
(4)震中距：震中到周围地面上某一点的距离。
(5）等震线:在地图上把地面破坏程度相似的各点连成的曲线。
2．衡量指标（1)震级①含义:衡量地震释放能量大小。
②特点:一次地震只有一个震级。
震级越高,释放的能量越大。
(２）烈度①含义:衡量地震发生时地面受到影响和破坏程度.②特点:烈度越大，破坏越严重;一次地震可有多个烈度。
③影响因素：震级、震源深度、地质构造、地面建筑等。
3．地震类型（１)按震源深度划分为:浅源地震、中源地震和深源地震。
(2)按成因机制划分为:构造地震、陷落地震和人工诱发地震。
(世界上发生的地震大部分属于构造地震)4．发生机制错误!―→错误!―→错误!―→错误!ﻬ5.主要危害(1)造成房屋倒塌,破坏道路、管道、通信等基础设施。
(2）导致人员伤亡和财产损失．(3)诱发崩塌、滑坡、泥石流、火灾、海啸、有毒气体泄漏、疫病蔓延等灾害。
(４）破坏当地的资源环境和生态系统，严重损害灾区人们的心理健康。
６.分布(1)世界错误!未定义书签。
（2)中国①特点：范围广、频度高、强度大、灾情严重。
②频发地区:台湾以及西南、西北和华北的活动构造带上.7.防避措施(１）社会层面：①加强地震监测体系建设,地震预报科技攻关、防震避灾制度建设及执行情况智查。
②做好地震应急方案制定及组织实施等.③加强防震避灾教育，提高公民防震避震意识及能力.(2)个人层面：①了解生活所在地的地震风险等级、居住房屋的结构和防震性能.②地震发生时，需要根据自己所处环境,迅速采取有效保护及科学自救措施.③地震后要注意预防和避免次生灾害的影响.二、滑坡和泥石流灾害1.概念(1)滑坡：斜坡上的岩体或土体在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带)整体向下滑动的现象。
地震工程学中小学PPT教学课件
• 最大反应及简化
– Sa=|x’’(t)+x’’g(t)|max, Sv=|x’(t) |max, Sd=|x(t) |max – 三点近似： Sa = w |J0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}|max = w Sv = w2 Sd
back
特解（强迫振动）
• 输入过程的离散化——微脉冲 -x’’g(T)dT – dx(t)=e-ew(t-T)[A0coswd(t-T)+B0sinwd(t-T)]
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
• 多种定义
• 峰值 • 有效峰值 • 持续加速度 • 等反应谱有效加速度 • 概率有效峰值 • 静力等效加速度
• 简要评价
• 等效简谐振幅
• 平均振幅 • Arias强度 • 均方根加速度 • 谱强度
back
a(t) (m/s2)
多种幅值定义
2.5
1.5
0.5
-0.5
-1.5
-2.5
0
5
10
15
– 烈度是分等级的，地震作用成倍数关系
– 烈度具有以后果表示原因的间接性，是“危害性”而非 “危险性”，抗震设防则恰恰以后者为依据
• 我国的做法
– Sa=|x’’(t)+x’’g(t)|max, Sv=|x’(t) |max, Sd=|x(t) |max – 三点近似： Sa = w |J0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}|max = w Sv = w2 Sd
back
特解（强迫振动）
• 输入过程的离散化——微脉冲 -x’’g(T)dT – dx(t)=e-ew(t-T)[A0coswd(t-T)+B0sinwd(t-T)]
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
• 多种定义
• 峰值 • 有效峰值 • 持续加速度 • 等反应谱有效加速度 • 概率有效峰值 • 静力等效加速度
• 简要评价
• 等效简谐振幅
• 平均振幅 • Arias强度 • 均方根加速度 • 谱强度
back
a(t) (m/s2)
多种幅值定义
2.5
1.5
0.5
-0.5
-1.5
-2.5
0
5
10
15
– 烈度是分等级的，地震作用成倍数关系
– 烈度具有以后果表示原因的间接性，是“危害性”而非 “危险性”，抗震设防则恰恰以后者为依据
• 我国的做法
工程地震ppt
n 1
①
an bn
1
1
f ( x) cos nx d x
( n 0 , 1, )
②
f ( x) sin nx d x ( n 1, 2 , )
由公式 ② 确定的
称为函数 的傅里
的傅里叶系数 ; 以
的傅里叶级数 .
叶系数为系数的三角级数 ① 称为
应谱值大小
EPA R a / 2 . 5
EPV R v / 2 . 5
7）谱强度 由速度反应谱确定，与输入能量有关：
SI ( )
2 .5
0 .1
SV ( T , )d T
2.3 地震动频谱特性
一、傅里叶谱 什么是频谱？
谱的含义是将物理量按照组成结构分解所形成的 函数或图表，以揭示其组成成分以及各成分特性 （例如强度）的变化。
远离结构的自振频率！
想其他替代方法 1）持续峰值 地震动时程中多次超过的某数值的
较大幅值。在加速度时程或速度时程中选取某幅 值，使地震动幅值有3－5次超过此值，分别作为 持续加速度峰值和持续速度峰值，一般为实际峰 值的0.6－0.7。
2）概率有效峰值加速度。取值大的幅值出现次数
并不多；设定一个阈值，例如90％，由小到大作 幅值频数分布，当累积出现次数与总次数的比例 （即累积概率）达到90％的加速度幅值作为概率 有效峰值加速度。
40
50
2008年中国汶川地震八角台强震记录，特点竖向与水平差不多
峰值 556.2cm/s2
东西分量
竖向分量
峰值 633.1cm/s2
南北分量
峰值 581.6cm/s2
2008年中国汶川地震卧龙台强震记录，特点有两次主要事件
①
an bn
1
1
f ( x) cos nx d x
( n 0 , 1, )
②
f ( x) sin nx d x ( n 1, 2 , )
由公式 ② 确定的
称为函数 的傅里
的傅里叶系数 ; 以
的傅里叶级数 .
叶系数为系数的三角级数 ① 称为
应谱值大小
EPA R a / 2 . 5
EPV R v / 2 . 5
7）谱强度 由速度反应谱确定，与输入能量有关：
SI ( )
2 .5
0 .1
SV ( T , )d T
2.3 地震动频谱特性
一、傅里叶谱 什么是频谱？
谱的含义是将物理量按照组成结构分解所形成的 函数或图表，以揭示其组成成分以及各成分特性 （例如强度）的变化。
远离结构的自振频率！
想其他替代方法 1）持续峰值 地震动时程中多次超过的某数值的
较大幅值。在加速度时程或速度时程中选取某幅 值，使地震动幅值有3－5次超过此值，分别作为 持续加速度峰值和持续速度峰值，一般为实际峰 值的0.6－0.7。
2）概率有效峰值加速度。取值大的幅值出现次数
并不多；设定一个阈值，例如90％，由小到大作 幅值频数分布，当累积出现次数与总次数的比例 （即累积概率）达到90％的加速度幅值作为概率 有效峰值加速度。
40
50
2008年中国汶川地震八角台强震记录，特点竖向与水平差不多
峰值 556.2cm/s2
东西分量
竖向分量
峰值 633.1cm/s2
南北分量
峰值 581.6cm/s2
2008年中国汶川地震卧龙台强震记录，特点有两次主要事件
《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：
,
汇报人：
01
02
03
04
地震概论第九章11
3．地球物理测井方法
地球物理测井是应用物理学的原理来解决地质学的问题。 它利用专门的仪器设备放入井中，对地层的某些特性进行测量。 它的目的就是利用测井技术去寻找地下的油气资源，解决油气 田勘探、开发过程中的具体问题，例如岩性、沉积相、沉积环 境、地层的地质构造，以及油、气、水的分布规律，油气层水 淹情况及状态，储集层性能评价、油气藏描述等问题的研究。 测井是对井所穿过地层的一个连续的测量，每一种测井资料都 是对地层某种特性的客观反映，例如电阻率测井资料是对地层 电学特性的反映，声波测井资料是对地层声学特性的反映，放 射性测井是对地层核物理特性的反映。
《地震概论》第9章
勘探地震学初步
2011.5.13\15\18\20
8.1 几何地震学
地震勘探的基本任务之一是根据 地震记录确定引起有效波的地层的空 间位置，以获得某些地层的地质构造 情况。解决这个任务主要利用波的运 动学特性，即几何地震学。
例子：反射波的走时方程
几何地震学就是研究地震波在传播过程 中波前面的空间位置与其传播时间的关系， 这种关系亦称为时距关系，通常在二维平面 上观测到的时距关系构成一个曲面，我们称 为时距曲面，而在一维测线上观测到的时距 关系则构成一条曲线，称时距曲线。
概括地说，地震勘探就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层 中传播情况，查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目标的一种物探 方法。
上面介绍的地震勘探原理不难理解，但是真正实现起来有很大的困难。 例如在沙漠或黄土覆盖的地区要用人工方法产生较强的地震波就很不容易； 炸药爆炸后，地面上的仪器除了接收来自地层界面的反射波外，还会接收其 它各种各样的波，如风吹草动，树木、电杆、汽车等，它们都会干扰反射波 的接收，往往造成以假乱真；为此人们发展了用于指导地震勘探生产实践的 理论和专门的仪器设备，以及一套生产施工的组织和方法。
工程抗震课程总结课件幻灯片
§2.1 场地划分与场地区划
2.1.1 场地及其地震效应
定义
场地：建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范
围
>14层
影响建筑物震害的因素:
结构破坏百分率( %)
地震类型、结构类型、 下卧层的构成、覆盖层厚度
3 5层
10 14层 5 9层
土层厚度 (m)
房屋倒塌率随土层厚度的增加而加大 ；
等意义上保证抗震计算结果的有效性
建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则 : 注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性， 设置多道防线，重视非结构因素
一、注意场地选择
地震区 宜选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段进行工程建设
地段类别
地质、地形、地貌
有利地段 稳定基岩、坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土 等
不利地段
软弱土、液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的 山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘，平面 分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层 （如故河道、疏散的断层破碎带、暗埋的塘浜 沟谷及半填半挖地基）等
危险地段 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石 流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位
当确实需要在不利地段或危险地段建筑工程时 应遵循建筑抗震设计的有关要求进行详细的场地评价，并采取必要的抗震措施
第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震 影响时，
建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；
第二水准：当遭受相当于本地区 设防烈度的地震 影响时，
建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用；
第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的 罕遇地震 影响时，
建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。
我国主要城镇中心地区的抗震设防烈度
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有效减震，建筑结构设计不 受太多限制，检测修复方便
确保安全
防护对象
只考虑结构本身
既保护结构，也保护结构内部 设备、仪器、装修等
满足现代社会要求
适用范围
一般用于新设计的 建筑结构物
既适用于新建筑结构物， 也适用于旧建筑结构物 的抗震加固；既适用于 一般结构，也适用于重 要结构、仪器设备等。
适用范围广
3. 工程结构减震控制技术的分类
第十一讲
结构地震反应控制
第十章 结构地震反应控制 10.1 前言
1. 传统抗震理论的局限性
①安全性难以保证 1）地震对结构的输入是复杂的 2）实际结构是 一个十分复杂的动力系统
②适应性有限制
1）现代高科技设施不允许破坏和中断工作 2）高档的建筑装饰不允许结构产生过大变形 ③经济性欠佳 1）刚性结构带来较大的地震作用柔性结构又产生过大的变形 2）结构的承重构件来抵御地震，弹塑性阶段的工作会出现较
mx Cx Kx 0
x(t) ent R cos(d t )
单质点体系结构自由振动反应曲线
（2）结构体系强迫振动消能减震
分析单质点体系动力模型，并设 F(t) F0 sint ，可得
mx Cx Kx F0 sint
x (F0 / K) M sin( t )
M
1
[1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
2( /n )
Ra2 1
隔震结构位移反应放大比
Rd
Ds Dg
( / n )2 [1 ( /n )2 ]2 (2 /n )2
隔震结构
R 与 a
/
n
的关系曲线
7. 隔震技术在我国的研究发展和应用现状
砂粒滑移层隔震房屋 石墨砂浆滑移层隔震房屋
摩擦滑块（板）房屋
夹层橡胶垫隔震房屋
8. 隔震技术在世界各国的研究发展和应用现状
4. 工程结构减震控制技术的应用
10.2 基础隔震
1. 基础隔震原理
基础隔震结构与传统抗震结构地震反应对比
2. 隔震体系的基本特性
➢ 承载特性 ➢ 隔震特性 ➢ 复位特性 ➢ 阻尼消能特性
3. 隔震系统的组成
4. 隔震系统的分类
（1）弹性支承式隔震
叠层橡胶支座；螺旋弹簧支座；
（2）滑动式隔震
③消能减震装置的优化设计及合理布置仍是今后 要研究的问题；
④消能装置的制作、安装如何做到简单可靠，造 价适宜仍需尽快解决；
⑤消能装置的智能化可能是今后发展的方向。
10.4 结构被动调谐减震控制
1. 结构被动调谐减震控制原理
TMD构造
单质点体系受地震激励的计算模型
运动方程：
m1x1 (C1 Cd )x1 (K1 Kd )x1 Cd xd Kd xd m1xg
9. 隔震技术的未来发展
（1）夹层橡胶垫隔震技术，包括隔震装置和隔震 体系，仍需不断发展、完善和优化。
（2）其他各种隔震技术，如滑块隔震、滑层隔震、 滚球（或滚轴）隔震、柱顶摇摆隔震等，正在不断 发展和完善，当其步入较为成熟的阶段，将会得到 广泛的应用和发展。
（3）混合隔震技术（多种隔震技术的混合应用）， 可能成为今后隔震技术发展的新途径。
单质点结构 强迫振动 M /
n
关系曲线
5. 结构消能减震的应用及发展
（1）消能减震技术的应用
广州市28层中房大厦采用复合摩擦型消能支撑
采 用 耗 能 抗 震 墙 结 构 计 算 对 比 分 析
（2）消能减震技术进一步的研究与发展
①消能装置及材料的耐火性、稳定性还有待进一 步研究和探讨；
②在结构构件出现较大变形时，如何充分发挥装 置的消能作用仍需要进行研究；
（2）耗能抗震墙
（3）履历型阻尼器
1）弹塑性阻尼器的抗力和阻尼性能
2）摩擦阻尼器的履历耗能
3）弹塑性阻尼器
花 瓣 式 弹 簧 阻 尼 器
钢棒阻尼器
钢棒阻尼器与叠合橡胶支承的局部配置
4. 结构消能减震机理
（1）结构体系自由振动消能减震
分析单质点体系动力模型，并设F（t）=0，可列出运动方程：
md xd Cd (xd x1 ) Kd (xd x1 ) md xg
2. 结构被动调谐减震控制的应用及发展
（1）工程应用
结构被动调谐减震控制主要应用于以下几个领域：
➢ 高层及超高层建筑； ➢ 高耸塔架、烟囱结构等； ➢ 大跨度桥梁； ➢ 海洋平台或其他特种结构； ➢ 已有建筑物的“加层减震”等。
滚子隔震；滑动隔震；
（3）摆动式隔震
悬挂柱底隔震；双柱网系统隔震；
（4）悬吊式隔震
5. 几种隔震系统的原理图
6. 基础隔震结构隔震效果分析及控制
隔震结构加速度反应衰减比
Ra
xs xg
1 (2 / n )2 [1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
隔震结构阻尼比
1
1 Ra2[1 ( / n )2 ]2
大变形，同时带来低周疲劳破坏而降低构件承载力
2. 工程结构减震控制体系的特点及优越性
两种抗震体系的比较
传统抗震体系
结构减震控制体系
结构减震控制体系优越性
抗震概念及途 “硬抗”，加强结 径 构，加大断面
以“柔”克刚新概念，调整 结构动力特性，隔震、 消能或控制
设计依据 按预定设防烈度 考虑突发性超烈度大地震
日本千叶港观光塔TMD装置 日本千叶港观光塔（TMD结构）
（2）今后研究工作中仍需解决的问题
有效控制的振型数量问题 有效控制的振型类别问题 有效控制的激励频宽问题 有效控制的结构类型和场地类别问题 子结构的装设位置
10.5 结பைடு நூலகம்主动减震控制
1. 结构主动减震控制的原理及分类
即结构物振动的动能和势能
ED ——结构阻尼消耗的能量（一般不超过5%） ES ——主体结构及承重构件非弹性
变形（或损坏）消耗的能量
E—A —消能构件或消能装置消耗的能量
2. 消能减震装置的类型与性能
摩擦耗能器
钢弹塑性耗能器
铅耗能器
油阻尼器
粘滞阻尼器
3. 消能减震构件的类型与性能
（1）耗能支撑
➢ 偏交耗能支撑 ➢ 耗能隅撑 ➢ 耗能框支撑 ➢ 粘性阻尼支撑 ➢ 摩擦耗能支撑
（4）高新技术智能材料隔震装置的研制开发和成 功应用，将会成为隔震技术发展史上新的里程碑。
10.3 结构消能减震
1. 结构消能减震的原理
传统抗震结构
Ein ER ED ES
消能减震结构
Ein ER ED ES EA
Ein ——地震时输入结构物的地震能量
ER ——结构物地震反应的能量，