地震工程学课件
合集下载
地震有关专业知识PPT课件
地面振动
岩石
最新课件
26
地震仪的工作原理
摆锤
弹簧
最新课件
27
现代地震仪
最新课件
28
三、地震的记录与定位
地震观测站
地震观测站
震中
震源
地震观测站
地震波传播时间图
• 最新课件 震中的确定
29
三、地震的记录与定位
地震仪记录下来的起伏震动的曲线，称为地震谱. 曲线上S-P为时差(纵、横波到达地震台的时间差).
震级每提高1级，大地振动增大 10 倍, 能量释放增加30 倍。 已测到的最大地震为里氏9.0级。
最新课件
34
里氏震级
震级
剧震：几乎是毁灭性 的，人员大量死亡 大震：严重经济损 失，人员大量死亡 强震：造成数十亿美元 的破坏，人员死亡 中震：财产毁坏
轻震：部分财产毁坏
小震：人有感觉
无感地震
最新课件
最新课件
41
最新课件
全球地震分布与 板块边界的关系
全球地震的绝大多数 发生在板块边界（提 供了地震释放总能量 的95% ） 板块内部的地震常常 与古板块边界或造山 带有关
42
板块俯冲与贝尼奥夫带
岩石圈
深震
中震
岛弧
海沟
浅震
软流圈
最新课件
• 贝尼奥夫带: • 海沟开始向大
陆方向深处倾 斜延伸的地震 震源深度面。 是板块的汇聚 边界。（活动 大陆边缘）
1999.8
最新课件
6
第一节 地震的含义及有关地震描述术语
二、地震描述术语
断层崖
• 1）震源：震动发 生的地方
地震波
• 2）震中：震源在 地表的垂直投影
《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
地震动特性与反应谱ppt课件
整理版课件
26
与时域中的上述自相关函数描述相对应,在频 域中最重要的二阶统计数字特征是功率谱密度
函数(简称功率谱或谱密度),这一函数定义为自 相关函数的傅里叶变换,即:
Sx()
Rx
(
)ei
d
Rx
(
)
1
2
S
()ei
d
S(w)表示过程方差在频律w及其邻域内的分布 强度；或者过程功率在频率域内的分布函数。
振频率。
地震仪与强震加速度仪在原理上的差别就是在这 两个系数的不同。适当选择这两个系数可以使上式 中左端三项中的某一项远大于其它两项，从而使仪 器记录摆的相对位移分别代表地面运动的位移、速 度和加速度。
整理版课件
12
4.1.2 强震观测现状
强震观测是地震工程学的基础之一。自强震加速度仪出 现50余年来，强震观测记录有力地推动了地震工程学的发 展，正是在强震记录的基础上，产生了地震反应谱理论， 发展了随机振动理论，加深了对地震动特性的认识，促进 了结构动力反应分析技术的形成和振动台试验技术的实现。
整理版课件
25
随机过程x(t)的自相关函数定义为任意两个 不同状态x(t1)和x(t2)的原点相关距：
Rx(t1,t2)Ex(t1)x(t2)
二维概率分
布密度
x1x2px(x,t1;x2,t2)dx1dx2
相关函数描述了随机过程两个状态之间在时域 上的相关程度。一般，如果过程中不考虑周期份 量，则相关函数是时间差[t2-t1]的衰减函数。
3
探测地球与探测西瓜
整理版课件
4
全球地震台网分布
目前，全球已经建立了覆盖比较良好的地震观测网 络，可以实时监测确定地球任何角落发生的地震。
东南大学《工程结构抗震与防灾》课件
地震作用最大的方向 = -1.040 (度)
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
各类建筑结构的地震作用
质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平 地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地 震作用效应的方法计入扭转影响。
8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高 层建筑，应计算竖向地震作用。
第2章 结构抗震计算
§2-1 计算原则 §2-2 地震作用 §2-3 设计反应谱 §2-4 振型分解反应谱法 §2-5 底部剪力法 §2-6 时程分析法 §2-7 竖向地震作用 §2-8 结构抗震验算
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
结构抗震计算的基本步骤
考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数
振型号 周 期 转 角
平动系数 (X+Y) 扭转系数
1 1.5059 178.50 0.65 ( 0.65+0.00 ) 0.35
2 1.3294 0.56 0.37 ( 0.37+0.00 ) 0.63
3 1.1881 89.33 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00
不规则结构——平面不规则
位移比：在规定的水平力作用下，楼层的最大弹性水平位 移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间 位移）平均值的1.2倍。
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
不规则结构——平面不规则
凹凸不规则
控制凹凸不规则就是控制房屋局部的外伸长度。 结构平面上的两端相距太远，地震时由于输入相位差容
地震工程教学课件第九讲
②弯矩空间→截面可能承受的双轴弯矩值的所有组合。 其中任一点代表截面的一种受力状态
③初始开裂曲面→弯矩空间中，弹性阶段与开裂阶段的 分界曲面。
2）变形强化规则
3）塑性流动法则和本构关系 4）加、卸载条件 5）应用上述模型
的计算结果与
实验结果的对
比
二 柱端并联弹簧模型
1. 基本概念
用四个角部弹簧来模拟钢筋和混凝土的刚度，用一核 心弹簧来模拟柱核心受压钢筋混凝土的刚度，并在平截面 假定的前提下确定模型的主要参数。
主要适用以剪切变形为主的结构，如框架等。以 结构或构件开裂、屈服将骨架曲线分为三折线。其卸 载曲线可用指数曲线表示。
三 武田三线性模型（Takeda） 1）适用：以弯曲破坏为主的结构或构件 2）三线性模型分解
3）特点：（与克拉夫相比） ①考虑开裂所引起的构件刚度降低，骨架曲线取为三折线
②卸载退化刚度规律与克拉夫模型近似，取为
1）适用：钢ห้องสมุดไป่ตู้混凝土受弯构件
2）退化模型： kr ky m
3）特点：
y
α—刚度退化指数
①较好地反映了钢筋混凝土构件构件性能的影响
②次滞回规则和主滞回规则相同
③骨架曲线可根据实际需要取为平顶和坡顶两种，对坡顶
屈服后刚度常取屈服前刚度的5%~10%
克拉夫模型不同参数计算比较
2. 退化三线性模型
②确定恢复力模型的方法： 1）实验拟合法（目前采用的主要方法） 2）系统识别法 3）理论计算法 实验拟合法——根据实验散点图，采用一定的数学模型，
定量地确定出骨架曲线和不同控制下的标准滞回环；然后将 骨架曲线和各标准滞回环结合起来组成恢复力曲线。并利用 不同控制变形下的标准滞回环相比较确定反复加载时的刚度 退化规律。
③初始开裂曲面→弯矩空间中，弹性阶段与开裂阶段的 分界曲面。
2）变形强化规则
3）塑性流动法则和本构关系 4）加、卸载条件 5）应用上述模型
的计算结果与
实验结果的对
比
二 柱端并联弹簧模型
1. 基本概念
用四个角部弹簧来模拟钢筋和混凝土的刚度，用一核 心弹簧来模拟柱核心受压钢筋混凝土的刚度，并在平截面 假定的前提下确定模型的主要参数。
主要适用以剪切变形为主的结构，如框架等。以 结构或构件开裂、屈服将骨架曲线分为三折线。其卸 载曲线可用指数曲线表示。
三 武田三线性模型（Takeda） 1）适用：以弯曲破坏为主的结构或构件 2）三线性模型分解
3）特点：（与克拉夫相比） ①考虑开裂所引起的构件刚度降低，骨架曲线取为三折线
②卸载退化刚度规律与克拉夫模型近似，取为
1）适用：钢ห้องสมุดไป่ตู้混凝土受弯构件
2）退化模型： kr ky m
3）特点：
y
α—刚度退化指数
①较好地反映了钢筋混凝土构件构件性能的影响
②次滞回规则和主滞回规则相同
③骨架曲线可根据实际需要取为平顶和坡顶两种，对坡顶
屈服后刚度常取屈服前刚度的5%~10%
克拉夫模型不同参数计算比较
2. 退化三线性模型
②确定恢复力模型的方法： 1）实验拟合法（目前采用的主要方法） 2）系统识别法 3）理论计算法 实验拟合法——根据实验散点图，采用一定的数学模型，
定量地确定出骨架曲线和不同控制下的标准滞回环；然后将 骨架曲线和各标准滞回环结合起来组成恢复力曲线。并利用 不同控制变形下的标准滞回环相比较确定反复加载时的刚度 退化规律。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
地震
六年级上册
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
感受震动
• 实验一
两人一组，朝相反的方向各拉纸的 一端，直到纸被拉断。
• 实验二
两人一组，各拿筷子的一端，用力 将筷子压弯，直到筷子折断。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
认识地震
地震 是因为地 壳中的岩 层发生破 裂产生振 动而引起 的。
现 代 地 震 监 测 仪
人们对地震的研究
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
地震发生时
大地震发生前总会出现一些 异常现象。
人们把观察到的那些与地震 发生有密切联系的异常现象称为 地震前兆。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
震前有预兆
1.地下水异常。
井水是个宝， 前兆来得早。 无雨水质浑， 天旱井水冒。 水位变化大， 翻花冒气泡。 有的变颜色， 有的变味道。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
震前有预兆
2.动物异常：震前动物有预兆，密切监 视最重要。
骡马牛羊不进圈， 鸭不下水狗狂叫。 老鼠搬家往外逃， 鸽子惊飞不回巢。 冰天雪地蛇出洞， 鱼儿惊惶水面跳。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
震前有预兆
3.地光和地声：地光和地声是地震前或地 震时从地下或地面发出的光亮及声音，是 重要的临震预报。
3. 美术创作与教育领域工匠精神表现 的侧重 点不同 ，前者 侧重于 绘画技 能的继 承发展 方面， 后者侧 重于作 品所渗 透的创 造力和 求真精 神中。 4. 培育美术创作领域工匠精神需要创 作者从 两方面 着手： 即提高 手头功 夫；保 持艺术 创作的 定力， 坚守艺 术审美 价值， 拒绝畸 形市场 诱惑。
地震
六年级上册
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
感受震动
• 实验一
两人一组，朝相反的方向各拉纸的 一端，直到纸被拉断。
• 实验二
两人一组，各拿筷子的一端，用力 将筷子压弯，直到筷子折断。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
认识地震
地震 是因为地 壳中的岩 层发生破 裂产生振 动而引起 的。
现 代 地 震 监 测 仪
人们对地震的研究
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
地震发生时
大地震发生前总会出现一些 异常现象。
人们把观察到的那些与地震 发生有密切联系的异常现象称为 地震前兆。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
震前有预兆
1.地下水异常。
井水是个宝， 前兆来得早。 无雨水质浑， 天旱井水冒。 水位变化大， 翻花冒气泡。 有的变颜色， 有的变味道。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
震前有预兆
2.动物异常：震前动物有预兆，密切监 视最重要。
骡马牛羊不进圈， 鸭不下水狗狂叫。 老鼠搬家往外逃， 鸽子惊飞不回巢。 冰天雪地蛇出洞， 鱼儿惊惶水面跳。
《地震》PPT【优质课件】
《地震》PPT【优质课件】
震前有预兆
3.地光和地声：地光和地声是地震前或地 震时从地下或地面发出的光亮及声音，是 重要的临震预报。
3. 美术创作与教育领域工匠精神表现 的侧重 点不同 ，前者 侧重于 绘画技 能的继 承发展 方面， 后者侧 重于作 品所渗 透的创 造力和 求真精 神中。 4. 培育美术创作领域工匠精神需要创 作者从 两方面 着手： 即提高 手头功 夫；保 持艺术 创作的 定力， 坚守艺 术审美 价值， 拒绝畸 形市场 诱惑。
防震科普知识课件PPT
加强防震减灾科 普宣传和教育
提高公众防震意识是防震减 灾工作的重要环节。建议加 强防震减灾科普宣传和教育 ，通过多种形式普及地震知 识和防震减灾技能，提高公 众的防震意识和自救互救能 力。
完善应急救援体 系
应急救援是减轻地震灾害损 失的关键环节。建议完善应 急救援体系，加强应急救援 队伍建设，提高应急救援能 力和效率。同时，加强应急 物资储备和调配，确保救援 工作的顺利进行。
01
通过课堂教育、宣传栏、演练等多种形式，普及防震减灾知识
，提高师生员工的防震意识。
紧急疏散演练
02
定期组织紧急疏散演练，让师生员工熟悉疏散路线和避难场所
，提高应对地震等突发事件的能力。
建筑物抗震性能评估
03
对学校等公共场所的建筑物进行抗震性能评估，及时加固改造
存在安全隐患的建筑。
个人自救互救技能培养
地震次生灾害及其危害
次生灾害类型
包括火灾、水灾、毒气泄漏、瘟疫等。
危害
地震次生灾害可能加重地震直接灾害的损失，造成人员伤亡和财产损失。例如，火灾会烧毁房屋和财 产，造成人员伤亡；水灾会冲毁道路、桥梁和农田等；毒气泄漏和瘟疫则可能引发公共卫生危机。
地震灾害风险评估方法
历史资料分析法
通过分析历史地震资料，评估 未来地震发生的概率及其可能
普及防震减灾知识，提高公众的地震安全 意识和自救互救能力。
地震灾害风险评估与区划
地震保险制度
开展地震灾害风险评估和区划工作，为制 定科学合理的防震减灾策略提供依据。
建立地震保险制度，为受灾群众提供经济 补偿和重建支持。
应急救援体系建设
应急指挥体系
建立统一领导、分级负责、属地管理、 条块结合的应急指挥体系，确保地震应
地震ppt课件
、防寒保暖用品等，以备不时之需。
地震应急救援
总结词
在地震发生后，迅速启动应急救援机制，组织力量进 行救援和抢险工作。
详细描述
地震应急救援包括及时向有关部门报告灾情，组织救 援队伍开展搜救工作，提供医疗救治、安置受灾群众 等，确保受灾群众得到及时有效的救助。
05
地震的历史与现状
历史大地震
唐山大地震
06
地震的未来展望
地震预测的挑战与机遇
挑战
地震预测的准确性和可靠性一直是科学界面临的难题，由于地震的复杂性和不确定性， 预测地震仍然是一个巨大的挑战。
机遇
随着科技的不断进步和研究的深入，科学家们正在不断探索新的方法和手段，以提高地 震预测的准确性和可靠性，为减轻地震灾害提供更有力的支持。
减轻地震灾害的新方法与技术
组织地震应急演练和培训，让公众了解如何在地震发生时 采取正确的应对措施，减少人员伤亡和财产损失。
感谢您的观看
THANKS
新方法
利用大数据和人工智能技术，对 地震数据进行深度分析和挖掘， 以发现更多的地震前兆和规律， 提高预测的准确性。
新技术
研发新型的地震监测设备和预警 系统，实现更快速、准确的地震 监测和预警，为减轻地震灾害提 供更及时、有效的支持。
提高社会公众的防震减灾意识
要点一
宣传教育
要点二
应急演练
通过各种渠道和媒体，向社会公众普及地震知识和防震减 灾知识，提高公众的防震减灾意识和能力。
地震可能造成供水、供电 、通讯等基础设施瘫痪， 影响居民生活和经济发展 。
工业生产中断
地震可能造成企业生产线 停工，影响工业生产和经
地震可能造成山体滑坡、 地面塌陷等自然景观破坏 。
地震应急救援
总结词
在地震发生后，迅速启动应急救援机制，组织力量进 行救援和抢险工作。
详细描述
地震应急救援包括及时向有关部门报告灾情，组织救 援队伍开展搜救工作，提供医疗救治、安置受灾群众 等，确保受灾群众得到及时有效的救助。
05
地震的历史与现状
历史大地震
唐山大地震
06
地震的未来展望
地震预测的挑战与机遇
挑战
地震预测的准确性和可靠性一直是科学界面临的难题，由于地震的复杂性和不确定性， 预测地震仍然是一个巨大的挑战。
机遇
随着科技的不断进步和研究的深入，科学家们正在不断探索新的方法和手段，以提高地 震预测的准确性和可靠性，为减轻地震灾害提供更有力的支持。
减轻地震灾害的新方法与技术
组织地震应急演练和培训，让公众了解如何在地震发生时 采取正确的应对措施，减少人员伤亡和财产损失。
感谢您的观看
THANKS
新方法
利用大数据和人工智能技术，对 地震数据进行深度分析和挖掘， 以发现更多的地震前兆和规律， 提高预测的准确性。
新技术
研发新型的地震监测设备和预警 系统，实现更快速、准确的地震 监测和预警，为减轻地震灾害提 供更及时、有效的支持。
提高社会公众的防震减灾意识
要点一
宣传教育
要点二
应急演练
通过各种渠道和媒体，向社会公众普及地震知识和防震减 灾知识，提高公众的防震减灾意识和能力。
地震可能造成供水、供电 、通讯等基础设施瘫痪， 影响居民生活和经济发展 。
工业生产中断
地震可能造成企业生产线 停工，影响工业生产和经
地震可能造成山体滑坡、 地面塌陷等自然景观破坏 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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
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
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
地震工程学
Earthquake Engineering
李英民
博士、教授
65121430
liyingmin@
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
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
back
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
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）
back3.1 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’’
back
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
back
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
论、规划论
back
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
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
back
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
过渡的重要因素
back
3.2 震级与烈度
• 震级 • 烈度
back
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
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
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
back
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）
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
back
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
• 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
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
– 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
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
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
地震工程学
Earthquake Engineering
李英民
博士、教授
65121430
liyingmin@
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
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
back
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
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）
back3.1 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’’
back
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
back
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
论、规划论
back
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
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
back
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
过渡的重要因素
back
3.2 震级与烈度
• 震级 • 烈度
back
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
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
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
back
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）
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
back
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
• 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
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