电气工程学概论9章习题答案
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 诱发地震：主要用于人工爆破、矿山开采及工程活动（如兴建水库）所引发的 地震，一般不太强烈，仅有个别情况（如水库地震）会造成严重的地震灾害。 天 然 地 震 构造地震：由地壳构造运动所产生，次数多，占地震发生总数约90%， 释放的能量大，影响范围广，造成的危害严重。 火山地震：由火山爆发所引起。 陷落地震：由于地下空洞突然坍塌而引起。 强度低，影响范围小。 地震工程研究的主要对象是构造地震。
地震工程学及其发展趋势研究
地震工程学及其发展趋势研究 发表时间：2019-11-18T10:29:24.613Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：汤茂立1 臧秋霞2 [导读] 摘要：我国地处亚欧大陆东部，处于世界两大地震带之间，地震较为频繁且强地震也时有发生，对我国民众人身安全和经济发展造成了非常不利的影响。 1.连云港市住房和城乡建设局 222000； 2.灌云县应急管理局 222200 摘要：我国地处亚欧大陆东部，处于世界两大地震带之间，地震较为频繁且强地震也时有发生，对我国民众人身安全和经济发展造成了非常不利的影响。地震工程学是一门防震减灾的学科，本文对地震工程学及其发展趋势进行了分析，旨在推动地震工程学的发展，降低地震的危害。 关键词：地震工程学；防震减灾；发展趋势地震是人类面临的最严重的自然灾害之一。强烈的地震常常会给生命和财产带来巨大的损失。中国的地震地域宽广且分散，地震频繁且强度较大。20世纪，发生了10次以上的8级以上强度地震，如唐山大地震对唐山地区的建筑几乎造成了毁灭性的损毁；2008年汶川大地震也造成了极大的人员伤亡。为了减少地震灾害，必须积极地开展地震预知工作并做好结构建筑物的防震工作，地震工程学正是解决这两方面问题的一门学科。 1地震工程学的研究内容、目的与意义所谓地震工程学，指的是一门研究地震理论、工学结构、地震响应、结构抗震性的学科。其中，地震动的研究包括地震地质学的背景、强震观测、地震动的基本特性、地震动的模拟、地震受害现象的解析等；结构物的地震响应包括实验性的观测和理论解析的2个部分，抗震、防灾的理论包括抗震设计理论、结构物振动控制理论以及地震风险分析理论。 关于地震动的地震工学研究的目的是为了了解和概括地壳运动规则、地震动特性和地震受害现象，并结合地震工程学的其他研究内容，从工学的观点探索减少和控制地震灾害的方法。抗震、防灾理论的研究目的是通过研究结构物的地震动和动态性能，来减少和控制地震灾害。中国是地震多发国家，比如唐山、汶川等强地震给人们的生活和财产带来了巨大的损失。对于地震灾害，首先应该实施预防措施，最基本的对策是在强化抗震方面设施，提高结构物的抗震性。地震工程学的最终目的是，通过对地面运动规律、地震动特性以及震害现象的了解，结合地震工程学其他方面的研究，从工程学角度来探寻降低与控制地震灾害。 2地震工程学的特点 从其内容上进行分析，地震工程学涵盖了地震学、工程学和社会学（包括地震学和结构抗震）。其研究的重点问题是震源区域的区分，潜在的震源区域的地震活动的规律，地震工程学参数的选择和参数的预估等。地震工程的特征主要表现如下：（1）研究的重点是对强震观测、地震受害经验以及相关实验进行研究。强震观测是地震动研究的基础，也是构造动态试验的主要基础。（2）研究的焦点是地震活动。结构物的地震作用与自身的动作特性密切相关。地震活动的随机性反映了发生过程的不确定性、发生时间、位置、强度的不确定性。因此，在必须依赖结构物延性的抗震设计中，不再有确保结构强度安全性的概念。结构物的支撑力不仅仅给予屈服水准，还需要作为概念设计中的“设计地震力延性”设计基准的结构物的延性能。（3）研究热点是结构非线性和复杂的地震动输入。由于地震活动的不确定性，结构在今后的强烈地震可能会进入弹-塑性强迫震动过程，从而使得建筑物结构出现非线性损坏。同时，随着地震记录数的增加和实验技术的开发，考虑到复杂的地震动输入（多维多点输入）的理论和实验性研究成为了这个课题的新热点。（4）开发方向广泛应用概率论、控制理论以及规划理论。建立基于随机振动理论的结构动力可靠性理论，建立与结构物分离、制振技术有关的结构振动控制理论，把基于灾害预测、系统运用研究和系统控制理论的防灾计划理论融为一体，从而使得地震工程学的发展推向新的阶段，在大规模系统方面展开了方向性和可控制的研究。 3目前地震工程学发展中存在的几个问题 3.1强震观测方面 1932年美国开始进行强地震观测。现在，数以千计的地震记录在世界上可以被利用。自1950年初以来，中国在强地震观测方面取得了巨大成果，然而中国地震工程学领域虽然发表了一系列的地震观测报告，但仍存在一些问题。到现在为止，中国只有约300个固定站点对地震进行预测。由于网络密度太低，很多强震都未能达到近距离主地震记录，活动观测可靠性明显不足，所以事前地震观测无法达到预期目的，地震后观测不能得到主要地震记录，现场土壤质量数据未完成。中国很多的地震观测所都没有土壤记载。在构造物的动态响应分析中，将与构造物相同或类似的地壳条件下得到的地震波作为地震动输入使用，最终生成强震记录。中国现在使用的强震观测设备很早以前，其性能不能满足要求，另外，观测小组不稳定，人才严重老龄化，年轻的研究人员和技术人员数量不足以满足新的地震研究需求。 3.2结构地震反应分析方面 在地震反应分析方面，通常都会选择时程分析法，然而该方式虽然可以对结构的非弹性反应进行再现，但是在实际运用中依旧出现了一些问题：（1）给定的滞回性模型应当能够反映“层”或“成员”的实际的机械特性，但通常需要在反映机械特性的精度与计算机的容量及时序之间进行选择。（2）每种结构输入地震动记录，只计算地震时的结构物的响应时间。因此，一方面，为了反映建筑物的耐用年限可能受灾的地震特性，需要判断、决定选择怎样的地震动输入方式。另一方面，为了从计算结果得到更加精准的结构响应，需要一定程度的多波输入。因此，如何捕捉响应状态，有必要输入地震波的数量进行合理选择。（3）动态分析需要了解结构物全部断面的几何学参数，因此时程分析法是以断面尺寸和配筋为前提的检查计算法，不能作为设计方法直接使用。 3.3结构抗震设计方面 当前结构物的抗震设计法，即响应光谱法是基于从过去的地震加速度记录中选择的统计数据，通过确定性分析法计算响应光谱。另外，部分地考虑了地震响应的随机性，但平均响应光谱基于确定性分析法，这种方法依然是定性分析方法的范畴。但是，由于实际的地震记录具有较大的离散性，以平均响应光谱为基础的地震记录数目较少，仅使用平均值无法反映设计时间值的可靠性。譬如，对EL-Centro地震记录来讲结构是安全的，但是，对于将来可能发生的地震来讲，该结构却不一定是安全的。因此，不能认为响应光谱法是令人满意的方法。 4地震工程学的几个发展趋势 4.1强震观测的发展趋势
地震工程学
从汶川地震探讨建筑抗震概念设计及其对我们的启示 交通学院徐伟 摘要：本文介绍了建筑的抗震概念设计，分别从其基本要求、教学楼的抗震以及如何识别结构的规则性三个方面进行了分析探讨。并针对汶川大地震的发生原因和造成的经济损失, 结合工程建设和设计方面知识给出在场地选择、抗震设防、鉴定加固、抗震技术和科技投入等几方面的建议,本文也对地震高发地区如何提高农村房屋抗震能力提出了若干对策和建议，从而为今后工程设计和研究积累经验。 关键词：建筑；抗震设计；规则性；场地,工程设计，农村房屋 汶川大地震是新中国成立以来破坏性最强、涉及范围最广、救灾难度最大的一次地震, 给四川省造成直接经济损失超过1万亿元人民币。从宏观对房屋震害原因分析，一是由于强地震作用力直接导致房屋倒塌毁损，其中汉旺镇是最典型的单纯受地震作用力破坏的地区；二是由于除强地震作用力之外，大面积山体滑坡的次生灾害给房屋带来了毁灭性破坏，如北川县城山体滑坡使老城区1/3 几乎被埋没，新城区将近1/4埋没；三是地基液化，部分地区座落在河滩松散的堆积物上，地震发生后，引起强烈的砂土液化，比较典型的是映秀镇；四是地表开裂或隆起，发生在地震中心区域或临近断裂带区域，如北川县。通过对震灾的反思，普遍认为，最关键的问题，就是要高度重视建筑抗震概念设计。同时，这次地震也给我们的地震工程学带来许多启示。 1 对建筑抗震概念设计的理解 建筑抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的设计基本原则和设计思想。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[1]把建筑抗震概念设计作为必须执行的强制性标准条文，同时还对建筑方案的各种不规则性，分别给出了处理对策。针对超限高层建筑，建设部建质[2006]220号文“超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点”的第11 条(以下简称超限高层审查技术要求)，提出了建筑结构抗震概念设计应符合的要求。(1)超高时建筑结构规则性的要求应从严掌握，明确竖向不规则和水平不规则的程度，避免过大的地震扭转效应。(2)结构布置、防震缝设置、转换层和水平加强层的处理、薄弱层和薄弱部位、主楼与群房共同工作等妥善设计。(3)结构的总体刚度应适当，变形特征应合理；楼层最大层间位移和扭转位移比符合规范、规程要求。(4)混合结构工程、钢支撑框架结构的钢框架，其重要连接构造应使整体结构能形成多道抗侧力体系。(5)多塔、连体、错层、带转换层、带加强层等复杂体型的结构，应尽量减少不规则的类型和不规则的程度；一般不宜超过文献[2]规定的最大适用高度。(6)当几部分结构的连接薄弱时，应考虑连接部位各构件的实际构造和连接的可靠程度，必要时取结构整体计算和分开计算的不利情况，或要求某部分结构在设防烈度下保持弹性工作状态。(7)规则性要求的严格程度，可依抗震设防烈度不同有所区别。
地震工程学 复习题
一． 简答题 1. 全球有哪几条主要的地震带？中国有哪几条主要的地震带？ 2. 描述地震规模的两种方法是？ 3. 地震按成因可划分为哪几种主要类型？ 4. 何为地震震级？ 5. 地震波有哪几种主要类型？每种地震波引起的传播介质颗粒的运动方式是怎样的？ 6. 体波有几种主要类型？其引起的岩石颗粒运动方式是怎样的？ 7. 断层的运动机制主要有哪几种类型？ 8. 地震动危险性分析计算包括哪两个主要步骤？ 9. 地震动小区划的概念？ 10. 结构抗震设计理论的发展有哪几个关键阶段？ 11. 何为地震动三要素？ 12. 地震烈度的概念是什么？ 13. 什么叫地震烈度？什么叫基本烈度？工程上如何定义多遇地震、偶遇地震、罕遇地震？ 14. 抗震设防三水准目标是什么？ 二． 计算题 1. 某介质密度为2850kg/m 3，杨氏模量为9.0×1010pa ，泊松比为0.27，试计算纵波和横波在该介质中的传播速度及横、纵波的波速比。 2. 某次地震中断层面上的破裂长度为50km ；破裂宽度10km ；破裂面上平均滑动量4.0m ；震源区介质剪切刚度5×1011 dyne/cm 2，试计算此次地震的矩震级。 1. 某次地震震后调查发现，某地区A 类房屋（木构架和土、石、砖墙建造的旧式 房屋）、B 类房屋（未经抗震设防的单层或多层砖砌体房屋）和C 类房屋（按 照VII 度抗震设防的单层或多层砖砌体房屋）建筑物破坏情况如表10-1。试计 算该地区的平均震害指数。 根据下列公式，计算每类房屋的震害指数（每级破坏程度对应的震害指数见表 10-2）： ()1m i k k j j n i I N =?= ∑
灾害学概论
一：主要的自然灾害 （1）地质灾害：地震，火山爆发，山崩，滑坡，泥石流，地面沉陷等。 （2）气象灾害：暴雨，洪涝，热带气旋，冰雹，雷电，龙卷风，干旱， 酷热，低温，雪灾，霜冻等。 （3）生物灾害：病虫害，森林火灾，沙尘暴，急性传染病等。 （4）天文灾害：天体碰撞，太阳活动异常等。 （5）其他如雪崩，冰崩，海啸，鼠害等也属于自然灾害。 二：主要的人为灾害 （1）生态环境灾害：烟雾与大气污染，温室效应，水体污染，水土流失， 气候异常，人口膨胀等。 （2）工程事故灾害：岩土工程塌方，爆炸，人为火灾，核泄露，有害物 失控（毒气，毒物，有害病菌等），水库溃坝，房屋倒塌，交通事故等。 （3）政治社会灾害：球迷骚乱，战争，集团械斗，人为放毒，社会暴力 与动乱，金融风暴等。 三：从灾害的发展过程特性看，灾害又可以分为以下四种 （1）突变型。比如地震、泥石流、燃气爆炸等。它们的发生往往缺少 先兆，发作是突然的，发生的过程历时短，但破坏性很大，而且可能在 一定时间内重复发作。 （2）发展型。暴雨、台风、洪水等。它们有一定的先兆，往往是某种 正常自然过程累积的结果。它们发展较迅速，比突变型灾害要缓慢一些 ，因而其过程具有一定的可估计性。 （3）持续型。旱灾、涝灾、传染病、生物病虫害等。 （4）环境演变型。沙漠化、水土流失、冻土，海水入侵、地面下沉、 海面上升以及区域气候干旱化等。这类自然灾害是一种长期的自然过程 ，是自然环境演化或加上人类不当行为造成的必然伴生结果。 四：灾害的分级 以造成人员伤亡或财产（经济）损失来分级。根据我国国情，可分为以下五个等级：巨灾：死亡10000人以上，经济损失超过1亿元人民币。 大灾：死亡1000~10000人，经济损失1000万~1亿元人民币。 中灾：死亡100~1000人，经济损失100~1000万人民币。 小灾：死亡10~100人，经济损失10~100万人民币。 微灾：死亡小于10人，经济损失小于10万元人民币。 五：灾害危害人类的后果 （1）造成人员的伤亡。自然灾害直接危害人类生命和健康。工程事故及恐怖袭击造成的人员伤亡也日益严重。 （2）造成巨大的经济损失。 （3）破坏环境资源，影响城市可持续发展。 六：亚洲的主要危害 1.地震亚洲位于两大地震带相会的地方，地震灾害最突出，特别是日本、中国更为频繁。 2.火山特别在日本，共计有火山270座，活火山约80座，约占世界活火山的10% 3.沙漠化沙漠化在中国、印度最为突出。 4.水土流失中国、印度的最为突出。
地震工程学导论
地震工程学导论 一、简答题 1.地震按成因可划分为？ 构造地震、火山地震、塌陷地震、水库地震、人工地震。 2.全球有哪几条主要的地震带？ 环太平洋地震带，地中海-喜马拉雅地震带也称欧亚地震带，大洋中脊地震带也称海岭地震带。 3.体波有哪几种主要类型？引起的传播介质颗粒的运动方式是怎样的？ 体波包括纵波和横波，面波包括瑞利波和勒夫波。纵波运动时，介质颗粒的振动方向与波传播方向一致；横波运动时，介质颗粒的振动方向与波传播方向垂直。 4.断层的运动机制主要有哪几种类型？ 走滑断层，有时也叫横推断层，指断层两侧岩石平行于断层走向彼此相对水平滑移。 倾滑断层，断层的一侧相对于另一侧上下运动，其运动基本平行于断面倾向。倾滑断层可划分为两个亚类：正断层，指倾滑断层中倾斜断面上部的岩石相对于下部的岩石向下运动；逆断层，倾斜断面上部的岩石相对于下部的岩石向上运动。 5.结构抗震设计理论的发展有哪几个关键阶段？ 结构抗震设计理论的发展经历过静力理论阶段、反应谱理论阶段、动力理论阶段。 6.什么是地震动？地震动三要素是什么？ 地震动，是由震源释放出来的地震波引起的地表附近土层的振动。地震动的三要素分别是振幅、持时和频谱。 7.什么叫地震烈度？ 地震烈度指某一地区的地面和各人工建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 8.抗震设防三水准目标是什么？ 三水准目标：小震不坏、中震易修、大震不倒。 当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损害或不需修理仍可继续使用。 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。 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。 9.根据震源深度可将地震分为哪几类？5.12地震属于哪一类？ 按照震源的深度，可以分为浅源、中源地震和深源地震。 浅源地震：深度<70公里； 中源地震：70~300公里； 深源地震：>300公里。 5.12地震属于浅源地震。 10.面波有哪几种主要类型？引起的传播介质颗粒的运动方式是怎样的？ 面波主要有乐夫波和瑞利波两种类型。乐夫波质点运动是水平的，且垂直于波传播方向，在地面上表现为蛇形运动；瑞利波传播时，介质颗粒的运动方式为竖直平面内的逆进椭圆。 11.第三代地震区划图中的基本烈度概念是什么？ 基本烈度：未来50年内，一般场地条件下，超越概率10%的地震烈度。 12.影响地震动的因素包括哪三类？
抗震工程概论
第3章地震波 概述 地震发生时，震源释放的能量以波的形式从震源向周围地球介质传播，这种波称为地震波。地震波产生地面运动，导致了建筑结构的破坏。地震波既是地震产生的后果(结果)，又是导致结构物地震破坏的直接原因，同时地震波携带着地震震源及地球介质的信息，是研究震源和地球构造的基础，因此地震波是地震学的理论基础。 地震波的用途和作用： ①研究地震震源机制。作为地震产生的结果，地震波可以用来研究产生该结果的原因，因此通过对地震波的分析和模拟可以揭示震源的几何和物理力学参数，以及地震断层的破裂传播过程等。 ②研究地球介质的结构。地球的深部构造、地球内部的分层结构的确定往往是通过对地震波记录的分析获得的。 ③正确估计结构地震反应。地震波是引起结构破坏的原因，对原因特征的了解是正确估计结构地震反应的基础。在大型复杂结构抗震问题研究中，常常需要进行结构多点输入，多维输入的地震反应分析，当计算分析方法合理可靠时，地震动空间分布场的特性确定是否正确，决定了分析结果是否可靠。地震动空间分布特性是地震工程中一个十分重要的研究课题。小波变换方法也常常用于地震波动特性的分析，小波变换可以研究波动频率成分随时间的改变，而频率的变化对已出现损伤的结构的反应有时可以产生重要影响。 波动是能量的传播，而不是介质物质的传播，这可以用水波为例说明。固体介质中的波可以分为弹性波、非线性波、弹塑性波。 在震源及邻近区域，介质的变形是非线性的，而离开震源一定距离后，岩石则表现为线弹性的。 在线弹性介质中传播的波称为弹性波，地震波理论一般都是弹性波理论。在弹性波理论中，最简单的是一维波动理论。在一维波动问题中，仅用一个空间坐标就能确定波场的空间分布。求解一维波动方程可以避免多维空间造成的数学困难，有利于阐明波动过程的物理概念。同时在结构地震反应分析中，采用一维介质模型考虑土层场地的影响，对于构造规则的多层结构也有研究人员采用一维剪切型结构进行研究的，所以一维波动分析在波动理论 研究及实际应用两方面都有重要作用。 、一维行波与简谐波 1、一维波动方程 一维剪切直杆，剪切模量G,质量密度P，横截面积A 图一维剪切直杆及其变形1 剪切杆的运动状态完全由杆轴线的横向位移u表示 u= u ( x, t ) X—空间坐标，固定在未变形状态杆的轴线上，t —时间坐标。 为建立剪切杆的运动方程，分析如图所示的微元体。图中，F为横截面上的剪力；P为介质 的质量密度；A为横截面积。 图剪切直杆的微元体受力图应用达朗伯原理，得到微元体力的平衡方程
地震工程学心得体会
精心整理《地震工程学》课程总结? 1.对所学内容的综述? 1.1结构地震反应分析的方法? 结构地震反应分析的方法很多，下面主要介绍反应谱理论和时程反应分析法? 绍。 也并不是一次地震动作用下的反应谱，而是不同地震反应的包线。 1.1.2?? 时程分析法? 时程分析法又称作动态分析法。它是将地震波段按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用逐步积分法进行结构弹塑性动力反应分析，计算出结构在整个强震时域中的振动状态过程，给出各个时刻各杆件的内力和变形以及各杆
件出现塑性铰的顺序。? 时程分析法计算地震反应需要输入地震动参数，该参数具有概率含义的加速度时程曲线、结构和构件的动力模型考虑了结构的非线性恢复力特性，更接近实际情况，因而时程分析方法具有很多优点。它全面地考虑了强震三要素；比较确切地、具体地和细致地给出了结构弹塑性地震反应。? 1.1.3地震信号频域分析? ???? X(f）， 1.2? 1.2.1 （1) ??(2 （3 ?（4 性和有效性；? ?? （5）验证抗震理论、结构地震反应分析方法、结构振动控制算法等的可靠性和适用性。? 1.2.2? 结构抗震试验的实施程序? ??
（1）确定研究目标和试验方法，含试验目的、试验设备和试件的采用、需要测量的物理量等；? ?? （2）荷载施加，含与试验设备相关的荷载施加方式和加载规则等；? ?（3）测点布置和数据采集，含各类传感器和数采设备的采用、测点数量的选择；? ??（4）数据分析，含测试数据的常规处理和特殊分析。? （1 ? （2 ????旨在 （3 ?? 入下结构或构件的地震反应，研究和验证结构地震破坏机理、破坏特征、抗震能力和抗震薄弱环节。 ?（4）振动台试验? ?????振动台试验是利用振动台装置进行的结构强迫振动试验，是地震工程研究中最重要的实验手段之一。?
地震工程学导论解习题参考
地震工程学导论解习题参考 1. 地震按成因可划分为？ 构造地震、火山地震、塌陷地震、水库地震、人工地震。 2. 全球有哪几条主要的地震带？ 环太平洋地震带，地中海-喜马拉雅地震带也称欧亚地震带，大洋中脊地震带也称海岭地震带。 3. 地震波有哪几种主要类型？每种地震波引起的传播介质颗粒的运动方式是怎样的？ 地震波主要有体波和面波两种类型。体波包括纵波和横波，面波包括瑞利波和勒夫波。纵波运动时，介质颗粒的振动方向与波传播方向一致；横波运动时，介质颗粒的振动方向与波传播方向垂直；勒夫波质点运动是水平的，且垂直于波传播方向；瑞利波传播时，介质颗粒的运动方式为竖直平面内的逆进椭圆。 4. 某介质密度为2.8g/cm 3，杨氏模量为50Gpa ，剪切模量为20 Gpa ，泊松比为0.25，试计 算纵波和横波在该介质中的传播速度。 拉梅常数为 ()()()201122021E E υλυυμυ==+?==+ ，则 4.63km/s 2.67km/s αμ=≈=≈纵波波速：横波波速： 5. 地震波从震源出发到达地表时，接近于垂直入射的原因是什么？ 由斯内尔定律可知，当折射波速小于入射波速时，折射角小于入射角。一般地壳中的岩石层是越向下越硬，波速越大，所以当地震波由下向上传播时，每经过一个界面，折射角就减小一些。当到达地表时，就接近垂直入射了。 6. 近代地震仪有哪几个主要部分组成？ 近代地震仪一般由拾振器、放大器和记录装置三个系统组成。 7. 什么是地方震级？里氏震级包括哪几种？ 地方震级是标准地震仪记录到的震中距100公里处地面运动最大振幅（微米）的常用对数值。里氏震级包括地方震级、体波震级和面波震级三种。 8. 里氏震级有哪些缺点？ 不论是里氏震级里的地方震级、体波震级还是面波震级，精度都不太高，因为地震波在向各个方向传播过程中，历经的传播路径和衰减效应都存在差异，所以即便是同一次地震，在不同观测点计算出来的震级也会存在差异，差异一般有0.5级，有时会达到1级。 里氏震级、特别是面波震级的一大缺陷——里氏震级难以测量特大地震。由于“地震强度频谱比例定律”的限制，当震级超过8.3~8.5以后，尽管地表出现更长的破裂，显示出地震具有更大的规模，但测定的面波震级却很难增长上去了，这就使得一些强度明显不同的地震，用传统方法计算得出的面波震级数值却相同，这就是所谓的面波震级饱和现象。 9. 某次地震后，推算地震矩为2.51×1029dyne ·cm ，试计算该次地震的矩震级。 矩震级等于M W =2 lg M 0/3-10.7，将地震矩代入公式，约为8.9级。 10. 什么叫地震烈度？什么叫基本烈度？工程上怎么定义多遇地震、偶遇地震、罕遇地震 的？ 地震烈度指某一地区的地面和各人工建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 基本烈度指未来50年内，一般场地条件下，超越概率10%的地震烈度。 小震，也叫多遇地震。指的就是未来50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越
地震工程学原理
《地震工程学原理》教学大纲 课程编号： 英文名称：Principle of Earthquake Engineering 课程类别：选修课学时：40学分：2 适用专业：结构工程 预修课程：结构动力学、随机振动、建筑结构抗震、混凝土结构、钢结构 课程内容： 内容：主要介绍工程地震学和结构抗震两方面的内容，尤其是两者之间的联系。 预期目标：使学生了解地震工程学的研究内容，培养学生综合利用以前学习过的知识的能力，提高学生的分析能力。 重点和难点：地震烈度和地震震级之间的区别和联系；地震动加速度在频域上的平稳和非平稳描述；地震动的功率谱、反应谱和傅立叶谱之间的区别和联系；掌握数值积分法和振型迭加法求解动力方程的步骤；混凝土和钢材的受弯、受扭、压弯等基本构件的滞回特性以及计算分析用的恢复力曲线模型，尤其是Takeda 模型；空间受力构件塑性力学模型的分析方法；平面框架杆端弹塑性弹簧模型分析方法；线性体系在平稳过程激励下的随机反应分析方法；建筑抗震设计的准则和方法；建筑结构抗震设计概念和原理；建筑结构的基础隔震、被动耗能减震、主动控制和智能控制的原理和方法。 教材： 李杰，李国强. 地震工程学导论. 北京：地震出版社，1992。 参考书目： 1、胡聿贤. 地震工程学. 北京：地震出版社，1988。 2、地震工程概论编写组. 地震工程概论. 北京：科学出版社，1977。 3、R.L.Wiegel. Earthquake Engineering. Prentice_Hall，1970。 4、N.M.Newmark, E.Rosenblueth, Fundamentals of earthquake engineering, Prentice Hall, 1971 考核方式与要求： 课程论文
《地震工程学》课程总结
《地震工程学》课程总结 1.对所学内容的综述 1.1结构地震反应分析的方法 结构地震反应分析的方法很多，下面主要介绍反应谱理论和时程反应分析法1.1.1 反应谱理论 反应谱理论其实又分为线性和非线性两种理论。目前结构抗震设计中广泛使用的方法是线性的反应谱理论。我们通常就称之为反应谱理论。非线性反应谱理论在范立础的著作《桥梁抗震》里有较详细的论述。本文主要就线性反应谱理论进行介绍。该理论的基本原理就是把结构物简化为离散体系，然后按振型分解为多个单自由度体系，用叠加来计算结构的反应（应力、应变）等。 反应谱方法用于抗震设计首先就是地震动反应谱的确定，因此这一步工作只需进行一次。此外，地震动能量主要集中在20Hz以下的频带，激发的建筑结构反应的振动频率较低。应用反应谱法，只取少数几个低振型就可以求得较为满意的结果。同时，该理论变动力问题转化为拟静力问题，易于工程师所接受。在设计一般结构时是允许结构进入塑性状态，但反应谱理论只能计算线性反应，难以得到其真实的位移和内力；另外，反应谱理论忽略了地震动时结构和土体间的相 互作用；反应谱也并不是一次地震动作用下的反应谱，而是不同地震反应的包线。 1.1.2 时程分析法 时程分析法又称作动态分析法。它是将地震波段按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用逐步积分法进行结构弹塑性动力反应分析，计算出结构在整个强震时域中的振动状态过程，给出各个时刻各杆件的内力和变形以及各杆件出现塑性铰的顺序。 时程分析法计算地震反应需要输入地震动参数，该参数具有概率含义的加速度时程曲线、结构和构件的动力模型考虑了结构的非线性恢复力特性，更接近实际情况，因而时程分析方法具有很多优点。它全面地考虑了强震三要素；比较确 切地、具体地和细致地给出了结构弹塑性地震反应。 1.1.3地震信号频域分析 地震信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t）变换为频域信号X(f），从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。信号频道X(f）代表了信
第一章地震工程学概论习题
第一章地震工程学概论 一、选择题 1、建筑抗震设防烈度是根据下列哪一项确定：[C] A. 多于地震烈度 B.罕遇地震烈度 C. 基本地震烈度 D. 震级 2、下列哪些为抗震概念设计的范畴？[ABCE] A.房屋的高宽比限制； B. 抗震结构体系的确定； C.保证女儿墙与主体结构的连接； D.构件截面尺寸的确疋； E.选择有利场地。 3、下列设防烈度的说法中，哪条是不正确的？[D] A.设防烈度并非是基本烈度; B.设防烈度大都是基本烈度； C. 设防烈度是该地区今后一段时间内，可能遭受的最大的地震产生的烈度； D. 设防烈度不能根据建筑物的重要性随意提高。 4、通常生命线系统的建筑，包括医疗、广播、通信、交通、供电、供气、消防、粮食等 建筑，在抗震规范中列为下列何种？[B] A.甲类建筑 B. 乙类建筑 C. 丙类建筑 D. 丁类建筑 5、延性结构的设计原则为[B] A. 小震不坏，大震不倒； B. 强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固； C. 进行弹性地震反应时程分析，发现承载力不足时，修改截面配筋； D. 进行弹塑性地震反应时程分析，发现薄弱层、薄弱构件时进行设计。 二、填空题 1、世界上主要地震带分别为环太平洋地震带和欧亚地震带。 2、工程抗震设防的基本原则可以概括小震不坏、中震可修、大震不倒。 3、建筑应根据其使用功能的重要性分为四个抗震设防类别，这些类别是甲、乙、丙、丁。 4、《建筑抗震设计规范》适用的抗震设防烈度的范围是6、7、8、9度。 5、地震波在地球内部以体波的形式传播，它又可以分为纵波和横波。 &在设防烈度为6度时，除规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。 7、对甲类建筑的地震作用值应按地震安全性评价结果确定。 8、地震动的三要素为最大加速度、频谱成分和持续时间。 、名词解释震级：反映一次地震本身大小的等级，用M表示log A ，式中A表示标准地震仪距震中100k m纪录的最大水平地动位移，单位为微米。
地震学概论
地震學 地震學研究主要內容： 震源:震源機制、能量 傳播介質:速度、衰減 場址:防震工程 地震發生的原因： ☆自然地震與人工地震（例:核爆） ☆(1)板塊運動 (2)火山活動 (3)衝擊性地震（例:隕石撞擊） (4)崩落（例:重力、熱脹冷縮）
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主要的地震波有那些？ (1)體波（Body waves）：在地球內部傳播 1.Ｐ波（縱波） Primary 2.Ｓ波（橫波） Secondary (2)表面波（Surface waves）：沿地球表層傳播 1.拉夫波（Love wave） 2.雷利波（Rayleigh wave）
... ...* * . P S V L R S OU R CE P S H L R 側視 俯視 震波如何傳遞？ Ｐ波及Ｓ波皆按折射定律-- 斯涅兒定律（Snell's law ） 在均勻的介質中，入射角與折射角之比決定於入射介質速度(V 1)及折射介質速度(V 2)之比 A B V sin A =sinB =常數V 11V 2 V 1V 2 核 心 1 2 4 6 7震源 暗影帶 (Shadow Z one) 震源（H ypocenter ）：地震錯動的起始點 震央（E picenter ）：震源在地表的投影點 規模（magnitude ）：用以描述地震大小的尺度，依其釋放 的能量而定，而以一無單位的實數表示。 ☆芮氏規模（M L ） ：由芮氏地震儀（伍德--安德森扭力式地震儀）在距震央一百公里處所記錄的最大振幅（微米）的對數值，該儀器自由週期0.8秒，倍率2800，阻尼常數0.8。其計算公式為 M L =log A －log A 0 ↑ 距離修正量 ☆各種地震規模因量度方式不同，而有不同 抗震工程概论 （2005年） 第1章 绪论 随着经济建设的迅速发展和社会财富的快速积累，灾害的防治越来越受到重视。灾害是指那些由于自然的、人为的或人与自然的原因，对人类的生存和社会发展造成损害的各种现象。在国家自然科学基金委员会工程与材料学部的重大工程灾害与防治论证报告中给出了灾害的一种更科学的定义：灾害是指自然环境或工程系统演变过程中失去固有平衡或稳定时造成人类赖以生存的基础破坏或功能失效的突发事件。联合国成立了国际减灾十年委员会，希望通过国际间的合作与努力，力求在十年中有效地降低和防治自然灾害。国际减灾十年委员会（1990－2000）提供的资料表明：1963年至1992年的三十年内，全球自然灾害的受灾总人数30.08亿人，死亡总人数36万人，直接经济损失3400亿美元，其中地震引起的灾害占很大的比例。 1.1地震活动及其灾害 近十年来，我国每年平均灾害损失近1600亿元，相当于国民生产总值的3.8％，国民收入的30％。这一比例是发达国家的十倍。我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，20世纪全世界发生的七级以上的强震中，中国占35％，世界历史上一次地震中死亡人数最多的地震发生在我国（1556年明朝时陕西关中地震，死亡83万人），而现代死亡人数最多的两次地震也发生在我国（1920年宁夏海原8.5级大地震，死亡23万多人；1976年唐山7.8级大地震，死亡24万多人，直接经济损失97亿元）。我国的绝大部分地区都受到地震的威胁，在全国450个城市中，位于地震区的占74.5％，28个百万以上人口的大城市中有85.7％位于地震区。从二十世纪初到二十世纪八十年代，我国大陆7级以上地震活动经历了四个活跃期。每个活跃期持续11至17年，平均发生15次左右7级以上大地震。特别是在活跃期的最后阶段更容易发生较大的地震。1988年以来，我国大陆进入了第五个地震活跃期，到现在已发生7级以上的地震八次。 世界范围三十年来的自然灾害经济损失统计资料表明，国民生产总值增加一倍，自然灾害损失增加三倍，随着经济的增长，自然灾害损失呈几何级数增长。最近十年间自然灾害造成的经济损失是六十年代的9.13倍。其中地震灾害造成了大量财产损失。仅1994年美国北岭6.8级和1995年日本阪神6.9级两个地震就造成共约1300亿美元的损失，超过了同期所有其它自然灾害所引起的经济损失的总和（1020亿美元）。 工程抗震研究和设计是减轻和防止地震灾害的重要基础。 地震工程学导论习题解参考 西南交大地震工程学导论解习题参考 1. 地震按成因可划分为？ 构造地震、火山地震、塌陷地震、水库地震、人工地震。 2. 全球有哪几条主要的地震带？ 环太平洋地震带，地中海-喜马拉雅地震带也称欧亚地震带，大洋中脊地震带也称海岭地震带。 3. 地震波有哪几种主要类型？每种地震波引起的传播介质颗粒的运动方式是怎样的？ 地震波主要有体波和面波两种类型。体波包括纵波和横波，面波包括瑞利波和勒夫波。纵波运动时，介质颗粒的振动方向与波传播方向一致；横波运动时，介质颗粒的振动方向与波传播方向垂直；勒夫波质点运动是水平的，且垂直于波传播方向；瑞利波传播时，介质颗粒的运动方式为竖直平面内的逆进椭圆。 4. 某介质密度为2.8g/cm 3，杨氏模量为50Gpa ，剪切模量为20 Gpa ，泊松比为0.25，试计算纵波和横波在该介质中的传播速度。 拉梅常数为()()()201122021E E υλυυμυ= =+-==+，则+2 4.63km/s 2.67km/s λμαρμμρ=≈=≈纵波波速：横波波速： 5. 地震波从震源出发到达地表时，接近于垂直入射的原因是什么？ 由斯内尔定律可知，当折射波速小于入射波速时，折射角小于入射角。一般地壳中的岩石层是越向下越硬，波速越大，所以当地震波由下向上传播时，每经过一个界面，折射角就 级。 6.什么叫地震烈度？什么叫基本烈度？工程上怎么定义多遇 地震、偶遇地震、罕遇地震的？ 地震烈度指某一地区的地面和各人工建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 基本烈度指未来50年内，一般场地条件下，超越概率10%的地震烈度。 小震，也叫多遇地震。指的就是未来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。相当于50年一遇的地震。多遇地震对应的烈度，称为众值烈度。 大震，也叫罕遇地震。就是在未来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，相当于1600～2500年一遇的地震。罕遇地震对应的烈度，称为罕遇烈度（大震烈度）。 中震，也叫偶遇地震、设计地震。指的就是未来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。 相当于475年一遇的地震。中震对应的烈度，即为基本烈度。 7.补足下表。 目标地震设防水准50年超越概率与基本烈度I0的关系 多遇地震（小震）众值烈度63% I= I0-1.55 偶遇地震基本烈度10% I= I0 罕遇地震罕遇烈度2~3% I= I0+1 8.影响地震烈度分布的因素有哪些？ a)震级和震中距对同一场点，震级越高，烈度越高。对同一抗震工程概论(电子教案1)
地震工程学导论习题解参考