建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與實例第一章(編輯修改稿)
2025-02-04 14:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 三、地震波的主要特性及其在工程中的應(yīng)用 1. 地震波主要特性 1) 地震加速度、速度和位移波形。 由震源釋放出來的地震波傳到地面后引起地面運動，這種地面運動可以用在地面上記錄到的加速度、速度或位移的時間函數(shù)來表示，常用到的則是 地震加速度波形 。 加速度波形的三大要素： 峰值、頻譜、持續(xù)時間 。 2) 最大幅值 —— 描寫地震地面運動強(qiáng)烈程度的最直觀的參數(shù)，在抗震設(shè)計中對結(jié)構(gòu)進(jìn)行時程反應(yīng)分析時，往往要給出輸入的最大加速度峰值，在設(shè)計用反應(yīng)譜中， 地震影響系數(shù)的最大值也與地面運動最大加速度峰值有直接的關(guān)系 。 ? 頻譜特性 —— 對時域的地震加速度波形變換到頻率域，就可得到波形的頻譜特性， 頻譜特性可以用功率譜、反應(yīng)譜和傅里埃譜來表示 。 圖 ，為同一地震、震中距近似相同而地基類型不同的地震記錄求得的功率譜情況，顯示出硬土、軟土的功率譜成分有很大不同。 圖 地基功率譜示意圖 102030405000102 4 6 820 30 40 50 60(Hz )? (rad/s)(cm /s )261218243000102 4 6 820 30 40 50 60(Hz )? (rad/s)2(cm /s )2 2(a)軟土 (b)硬土 ? 持續(xù)時間： 1. 強(qiáng)震持續(xù)時間對結(jié)構(gòu)物破壞的影響主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)物 開裂以后的階段 ； 2. 結(jié)構(gòu)物從開裂到倒塌，往往要經(jīng)歷幾次、幾十次甚至幾百次的反復(fù)振動過程，即使結(jié)構(gòu)最大變形反應(yīng)沒有達(dá)到靜力破壞時的最大變形，但結(jié)構(gòu)可能由于長時間的振動和反復(fù)變形而 發(fā)生倒塌破壞。 1. 地震震級 —— 是表征地震強(qiáng)弱的指標(biāo)，是地震釋放能量 多少的尺度，一次地震僅一個震級。 2. 震級定義有三種 ： 一是 近震震級 ML、二是 面波震級 MS、三是 體波震級 MB。 3. 震級計算 ? 近震震級 1) 美國的里克特 (C. F. Richter)給出最早的計算震級公式為 ： 一、地震震級 地震震級與地震烈度 () 0lo g lo gLM A A??式中 為地震記錄的最大幅值， 為標(biāo)準(zhǔn)地震在同一震中距上的最大振幅。如果 ，則 。 A 0A0AA? 0LM ?里克特 零級震級的 規(guī)定： 用標(biāo)準(zhǔn)地震儀 (周期 ，阻尼系數(shù) ，放大倍率 2800倍 )， 在震中距 100m處，記錄最大振幅的地動位移為 10－ 3mm(lμm) 。 稱作起算函數(shù)。 () ? ? ? ?l ogSM A T C?? ? ? ?0lo g A?? 中國規(guī)定的面波震級 SM式中， 是面波最大地動位移 ，取兩水平向分量的矢量和； 為相應(yīng)于 A的周期； 為起算函數(shù)； 為臺站校正值。 ATC? ?m? ? ?? ?古登堡體波震級 隨著震源深度的加大，面波迅速減弱，故深源地震時難以用面波測定震級，用體波測定深源地震。 () lo g ( / )BM A T Q S? ? ? 式中， 是地震體波波組最大振幅 ，對水平向分量采用兩水平向分量的向量和； 是周期； 為體波起算函數(shù)； 為臺站校正值。 A ? ?m?TQ S?不同震級間關(guān)系 ? 基于震級的地震分類：小于 2級的地震叫作 微震 ，人們感覺不到，只有儀器才能記錄下來； 2～ 4級地震叫 有感地震 人能感覺到； 5級以上地震就要引起不同程度的破環(huán)，統(tǒng)稱為 破壞性地震 ； 7級以上地震則稱為 強(qiáng)烈地震 。 () 面波和近震震級 1 . 1 3 1 . 0 8sLMM??() 體波和面波震級 0 . 6 3 2 . 5BsMM?? 同一地震中得到的 ， 和 由于各種系統(tǒng)偏差而各不相同。根據(jù)國內(nèi)外資料求得的經(jīng)驗公式如下： LM SM BM二、地震烈度 1. 地震烈度定義 ：是地震對地面影響的強(qiáng)烈程度，主要依據(jù)宏觀的地震影響和破壞現(xiàn)象來判斷。 ? 地震烈度把地震的強(qiáng)烈程度，從無感到建筑物毀滅及山河改觀等劃分為若干等級，列成表格，以統(tǒng)一的尺度衡量地震的強(qiáng)烈程度。表 1999年頒布的中國地震烈度表。 2. 震級與震中烈度的關(guān)系 ? 對于中淺源地震，震中烈度與震級的大致對照關(guān)系如表 。 中國地震烈度表（ GB/T177421999） 表 1970年云南通海地震中，通過宏觀調(diào)查提出“震害指數(shù)法”，將建筑物分成若干類，對震區(qū)各類建筑逐棟進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計各類建筑不同破壞程度破壞的百分率，求震害指數(shù)并與烈度對照。震害指數(shù)為 0完好，為 1全部破壞。 3. 震害指數(shù) ? 中國是世界上 多地
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