工程抗震1.doc

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） 2010 至 2011 学年 第 1 学期 考核课程： 工程抗震 提交日期： 2011 年 1 月 6 日 报告题目：工程抗震综述及时程分析实例 姓 名 田璐 学 号 2009010106 年 级 2009级 专 业 结构工程 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 一、基本概念 1.常用术语 震源：地球内部发生地震的地方。 震中：震源正方向相应的地面位置。 震源深度：震中到震源的垂直距离。 震中距：建筑物到震中之间的距离。 震源距：建筑物到震源之间的距离。 极震区：在震中附近，振动最强烈，破坏最严重的地区。 等震线：一次地震中，在其所波及的区域内，根据烈度表可以对每一个地点评估出一个烈度，烈度相同点的外包线称为等震线。 2.地震波 地震是长期积累和能量突然释放后传播到地面时发生的振动现象，震源所释放的波动能是向三维空间的各个方向传播的，途中经过透射、折射与反射，能量不断消耗，到达某一地点并以地震波的形式输出特定的能量。根据在地壳中传播的位置不同，地震波可分为体波和面波。 地震波在地球内部是以体波形式传播，体波分为纵波（亦称压缩波，又称为P波）和横波（亦称剪切波，又称S波），纵波的介质质点振动方向与波的传播方向一致，纵波既能在固态物质中传播，也能在液态与气态物质中传播，通常其振幅与周期都比较小。横波的介质质点振动方向与波的传播方向是垂直的，横波只能在固态物质中传播，通常其振幅较大周期比较长。 当体波从基岩传播到上层土时，经分层地质界面的多次反射和折射，在地表形成一种次声波——面波。面波包括瑞利波（R波）和勒夫波（L波）。瑞利波传播时，质点在波的传播方向和地表面法向所组成的平面内做与波前进方向相反的椭圆运动，在地面上表现为滚动形式。勒夫波传播时，质点在地表面内产生与波前进方向相垂直的运动，在地面上表现为蛇形运动。面波的传播速度约为剪切波传播速度的90%，而面波周期长、振幅大、衰减慢，能传播到很远的地方。面波使地面既垂直振动又水平振动。 综上所述，地震波的传播速度以纵波最快，剪切波次之，面波最慢。由于面波的能量要比体波大，所以造成建筑物和地表破坏的主要以面波为主。一般建筑物的震害主要是由水平振动引起，由体波和面波共同引起的水平地震作用通常是最主要的地震作用。 3.震级 在离震中100km处由Wood-Anderson式标准地震仪所记录到的最大水平位移A的常用对数M，即M=lgA。震级相差一级，地震所释放的能量要相差31.6倍。 4.烈度 地震烈度：度量某一地区地面和建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，每次地震中不同地区的地震烈度不同，我国将地震烈度分为12度 小震烈度（多遇地震烈度）：在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为63%的地震烈度值，相当于50年一遇的地震烈度值。 中震烈度（基本烈度）：在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值，相当于474年一遇的地震烈度值。 大震烈度（罕遇地震烈度）：在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为2%~3%的地震烈度值，相当于1600~2500年一遇的地震烈度值。 抗震设防烈度：按国家批准权限审定的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 5.三水准设防，两阶段设计 三水准设防：小震不坏，中震可修，大震不倒 两阶段设计：建筑结构在多遇地震作用下应进行抗震承载能力验算以及在罕遇地震作用下应进行薄弱部位弹塑性变形验算的抗震设计要求，即： 第一阶段设计：首先按与基本烈度相应的众值烈度（相当于小震）的地震参数，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用效应，然后与其他荷载效应按一定的组合原则进行组合，对构件截面进行抗震设计或验算，以保证必要的强度；再验算在小震作用下结构的弹性变形。以满足第一水准的抗震设防要求（小震不坏）。 第二阶段设计：在大震作用下，验算结构薄弱部位的弹塑性变形，对特别重要的建筑物和地震时易倒塌的结构除进行第一阶段设计外，还要按第三水准烈度（大震）的地震动参数进行薄弱层（部位）的弹塑性变形验算，并采取相应的构造措施，以满足第三水准的设防要求（大震不倒）。 在设计中通过良好的抗震构造措施使第二水准（中震可修）要求得到实现。 二、单自由度体系的地震反应分析 1.结构动力分析中的质量模型 集中质量模型，即将结构构件的质量集中放在计算点（质点）处建立运动方程后，若只有单个方程，或虽有多个方程但相互独立，称这种结构为单自由度体系；若某些或所有