地震作用的基本原理及计算方法

第 三 阶段 ：二 十 世 纪 五 十年 代 末 期 ． ． ． ｕｎｒ 现 了 ＧＷ Ｈｏｓｅ实 地 震 反 应 的 动 力 计 算 方 法 ．并 将 其 成 功地 加 以 应用 于 墨 西 哥 城 的 拉 丁 美 洲 大 厦 设 计 ， １ ５ 年 的 墨 西 哥 大 地 震 中 ， 西 哥 在 ９８ 墨 城遭受严重震害 。 而拉 丁美 洲 大 厦 表 现 良好 。 使 人 们 开 始 重 促 视 地 震 反 应 的 直 接 动力 计 算 方 法 ， 称 为 时 程 分 析 方法 。 二 又 从 十 世 纪 六 七 十 年 代 开 始 ．地 震 反 应 动 力 分 析得 到 了 广 泛 研 究 和 发 展 ． 弹性 时程 方 法 发 展 到 弹 塑 性 时 程 分 析 方 法 ， 工 程 从 在 设 计 应 用 和 科 学 研 究 中 。 得 了显 著 成 绩 。 是 地 震 作 用 计 算 取 这 方法的第三阶段 ． 时程 分 析 方 法 应 用 于 设 计 ， 要 是 作 为 应 用 主 反 应 谱 方 法 设 计 的 补充 手段 。 ４ 常 用 的 抗 震设 计 方 法 ． （ ） 应 谱 分析 方 法 １反 反 应 谱 方 法 是 目前 世 界 各 国计 算 地 震 作 用 中普 遍 应 用 的 方 法 ， 优 点 是 考 虑 了 地 震 的 强 烈 程 度 — — 烈 度 ， 虑 了 地 面 其 考 运 动 的 特 性 ， 别 是 场 地性 质 的 影 响 ， 虑 了结 构 自身 的 动 力 特 考 特 性— — 周 期 与 阻 尼 。通 过 反 应 谱 值 将 结 构 的 动力 反 应 转 化 为 作 用 在 结 构 上 的静 力 ． 构 计 算 不 需 要 特 殊 的 方 法 。 加 速 结 度 反 应 谱 值 是 加 速 度 反 应 的 最 大值 ， 它 来 进 行 设 计 一 般 来 用 说 是 安 全 的 。场 地 、 级 和 震 中 距 都 会 影 响 地 面 运 动 ， 而 也 震 从 影 响 反 应 谱 形 状 。反应 谱值 对 应 的周 期 可 近 似 代 表 场 地 的 卓 越 周 期 ． 土 中反 应 谱 的 峰 值 对 应 的 周 期 较 短 ， 土 的 反 应 谱 硬 软 值 对 应 的 周 期 较 长 ．也 可 以说 反 应 谱 的形 状 反 映 了 场 地 土 的 性 质 。 以 。 周 期 的高 层 建 筑 结 构 在 软 土 地基 上 的 地 震 反 应 所 长
考 试 周刊 ｏ 年 ３ ２ ２ 第 期 １
地 震 作 用 的 基 本 原 理 及 计 算 方 法
田 成 福
（ 海 职 业 技 术 学 院 建 筑 工 程 系 ， 蒙古 乌 海 乌 内
摘 要 ：本 文 主要 介 绍 了我 国 地 震 的 特 点 ， 震 作 用 的 地
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１前 言 ．
我 国 地 处 世 界 上 最 活 跃 的 地 震 带 上 ，我 国东 部地 区 处 在 环 太 平 洋 地 震 带 上 ， 国西 部 及 西 南处 在 欧 亚 地 震 带 上 ， 而 我 因 我 国 地 震 活 动 频 繁 ． 世 界 大 陆 地 震 最 多 的 国 家 之一 。 是 地 震 发 生 时 将 释 放 很 大 的 能 量 ，但 具 体 地 震 作 用 具 有 哪 些 特 点 呢 ？ 震 具 有 偶 然 性 和 不 确 定 性 的 特 点 ， 震 发 生 的 时 地 地 间 、 点 、 度 是 随机 的 、 确 定 的 ， 国地 震 的 基 本 特 点 是 ： 地 强 不 我 震源浅 、 度高 、 布广、 亡大。 烈 分 伤 ２地 震 作 用基 本 原 理 ． 地 震 作 用 是 短 时 间 内 的 一 种 动 力 作 用 ， 震 发 生 时 ， 构 地 结 的 加 速 度 和 惯 性 力 的 方 向 和 大 小 不 断 变 化 ，作 用 力 的 大 小 与 地 震 动 和 结 构 本 身 的 动 力 特 性 有 关 。 地 、 级 和震 中 距 都 会 场 震 影 响 地 面 运 动 。 震 是 由不 同 周 期 的 振 动频 率组 成 的 ， 地 当建 筑 结 构 的 自振 频 率 与 地 震 的 主 振 频 率 接 近 时 ，就会 产 生 共 振 而 造成严重破坏甚至倒塌。 地 震 作 用 下 ， 构 的运 动 微 分 方 程 ， 自由度 体 系 表 达 式 结 单 为 ： ｘ＋ ｎ ＋ ｘ＋ ｘ ０ ｍ（ ｘ ） ｃ ｋ ＝ 。 ” 式 中ｍ — 结 构 质 量 ： — ｃ —— 结 构 阻 尼 系 数 ； ｋ — 结构 刚度 系数 ： — ＸＸ ，ｔ 一分 别 为结 构对 地 面 的相 对位 移 、 ， Ｘ一 ｔ 速度 及 加速 度 ； Ｘ — — 地 面加 速 度 时 程 。 ｎ ”
会更大 。 反 应 谱 是 通 过 单 自由 度 弹 性 体 系 的 地 震 反 应 计 算 得 到 的． 地震 反应 分 析 要求 直 接 输 入 地 面 运 动 ． 以 得 到 结 构 质 点 可 的加 速 度 、 速度 、 移 反 应 。 据不 同周 期 Ｔ 位 根 的结 构 的加 速 度 值 Ｓ 作 出一 条 Ｓ Ｔ 。 — 曲线 ， 就 是地 震 的理 和计算方 法， 以及 抗 震 设 计 中 注 意 事 项 。 出结 论 ： 得 地 震 发 生 虽 然 具 有 随 机 性 和 不 确 定 性 ．但 是 地 震 作 用 却 有 一
定 的 规 律 性 。 要 科 学 把 握 地 震 作 用 发 生 的 本 质 和规 律 ， 地 只 从 震 灾害 中总 结 经 验 和 教 训 ． 会 使 抗 震 设 计 理 念 更 先 进 ， 震 就 抗 设计计算更准确。 关键词 ： 地震 地 震 作 用 基 本 原 理 设 计 理 念