地震工程学复习资料 - 图文

一、结构抗震理论发展概述

地震作用 ：结构的地震反应结构、构件的地震作用效应

地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体形的差异等，地震作用的计算方法是不同的。可分为简化方法和较复杂的精细方法。底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法、静力弹塑性方法。

1. 静力理论阶段 --- 静力法 2. 定函数理论

3. 反应谱理论 ---反应谱法（目前世界上普遍采用的方法） 4. 直接动力分析理论 ---时程分析法 二、与各类型结构相应的地震作用分析方法 不超过 40m 的规则结构：底部剪力法

一般的规则结构：两个主轴的振型分解反应谱法

质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法 8 、 9 度时的大跨、长悬臂结构和 9 度的高层建筑：考虑竖向地震作用

特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑：一维或二维时程分析法的补充计算 三、单自由度弹性体系的地震反应分析（基础） （一） 地震作用下单自由度体系的运动方程

（二）、单自由度体系动力学分析回顾

& 地震反应谱的特点 1. 阻尼比对反应谱影响很大

2. 对于加速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期急剧增大，大于某个值时，快速下降。

3. 对于速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期增大，随后趋于常数。 4. 对于位移反应谱，幅值随周期增大。 5.2 隔震装置及其工作原理 一、 抗震、隔震与减震概述

? 地震引起结构振动的全过程是：由震源产生地震动，通过传播途径传递到结构上，从而引起结构的振动反应。

? 通过在不同部分采取振动控制措施，就成为不同的积极的抗震方法。

抗震结构：利用结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量。立足于 “ 抗 ” 。

隔震结构：在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，阻止地震能量向上传递。立足于 “ 隔 ” 。

减震结构：在结构中的某些部位设置消能装置，通过消能装置耗散或吸收地震能量，从而减小主体结构地震反应。立足于 “ 消减 ”

1 、隔震

通过某种装置，将地震动与结构隔开，减弱或改变地震动对结构作用的强度或方式，达到减小结构振动的目的。隔震方法：基底隔震 悬挂隔震 2 、被动减震

通过采用一定的措施或附加子结构，吸收或消耗地震传递给主结构的能量，达到减小结构振动的目的。被动减震方法： 耗能减震 冲击减震 吸震减震 3 、主动减震

根据结构的地震反应，通过自动控制系统的执行机，主动给结构施加控制力，达到减小结构振动的目的。 二、隔震装置及其工作原理

为达到明显减震效果 ， 通常基础隔震系统需具备以下四种特性： 1 承载特性： 具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量；

2 隔震特性： 具有足够的水平初始刚度 ， 在风载和小震作用下 ， 体系能保持在弹性范围内 ， 满足正常使用的要求 ， 而中强地震时 ， 其水平刚度较小 ， 结构为柔性隔震结构体系；

3 复位特性： 地震后 ， 上部结构能回复到初始状态 ， 满足正常的使用要求 。 4 耗能特性： 隔震系统本身具有较大的阻尼 ， 地震时能耗散足够的能量 ， 从 而降低上部结构所吸收的地震能量 。 & 基底隔震 1 、 原理

? 基底隔震是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层 ， 限制地震动向结构物的传递 。

? 基底隔震 ， 主要用于隔离水平地震作用 。 隔震层的水平刚度显著低于上部结构的侧向刚度 。 此时可近似认为上部结构是一个刚体 ，如图8.18 所示 。 设结构的总质量为m ， 绝对水平位移为y ， 地震动的水平位移为x g ， 隔震层的水平刚度为k ， 阻尼系数为c ， 则底部隔震系统的运动平衡方程为：