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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4 结构地震反应分析•4.1 概述☞•4.2 运动微分方程的建立☞•4.3 抗震结构模型化☞•4.4 地震动输入•4.5 结构地震反应分析方法☞•4.6 其他☞4.1 概述地震作用计算方法及其发展重要环节满足最低抗震设防安全要求简化方法和较复杂的精细方法静力理论阶段反应谱理论阶段动力分析理论阶段✓1920年，日本大森房吉、佐野利器等提出。
✓假定：①结构视为刚体；②各质点加速度相同；又称为烈度法。
静力理论阶段Gkgt x G t xm F ===max 0max 0)()( ✓适用范围：此方法忽略了地震作用与结构动力特性直接相关、结构为非刚性等关键特性，仅适用于T < 0.2秒。
✓意义：划时代，从无到有地震系数反应谱理论阶段1940年，美国Biot （无阻尼）、Housner （有阻尼）等提出。
与结构动力特性（振型、T 、阻尼）、地震强度、建筑场地等因素有关； 目前各国设计应用最广（与振型分解法结合求解多自由度，精度满足工程）；局限是仍属于静力作用。
即按静力计算方法计算结构的地震效应（等效静力法）。
意义：崭新阶段，长足的进步，方便实用max0(t)x (t)x m F +=动力分析理论阶段—时程分析法最近二十年。
前提：①地震记录的积累；②核电站、海洋平台以及高层结构设计的需要；③计算机的广泛应用和运算速度的提高；将实际地震加速度时程记录（简称地震记录）作为动荷载输入，进行结构的地震响应分析，反应时程变化。
优点：能体现地震动三要素，进行结构的强度及变形验算等。
意义：飞跃，但仍有很多挑战其他动力方法：⏹非线性静力分析方法（Static Pushover Analysis)⏹随机振动理论分析，能量方法，但尚未被抗震设计规范采纳。
4.1 概述•确定性•非确定性—随机输入•确定性地震反应分析•随机地震反应分析结构•线性地震反应分析•非线性地震反应分析•单点（1D,2D,3D ）•多点计算途径•时域分析•频域分析•线性•非线性•确定性•非确定性—随机•平面•空间适用范围极为有限。
