抗震研究的方法

① 建築結構抗震設計的步驟是什麼

抗震設計理論經歷了靜力理論、反應譜理論和直接動力分析理論.抗震設計方法經歷了：剛性設計、柔性設計、延性設計及、結構控制設計、基於性能的抗震設計幾個階段.具體的內容前者可以參考包世華所寫的《高層建築結構設計和計算（下冊）》；後者可以參考李剛,程耿東的書《基於性能的結構抗震設計理論、方法與應用》.我國現行抗震設計規范GB50011-2010著重在概念設計，框架結構在進入彈塑性階段後的抗震性能主要還是依靠抗震措施來保證。重點是在保證構件延性的同時對框架做到「強柱弱梁、強剪弱彎、強節電弱桿件」。即要滿足規范6.2節的計算調整和其它一些構造措施。總之嚴格按照規范執行即可。但如何實現框架結構的延性和抗震措施之間的量化關系，並在設計中實現，仍是需要研究的課題。

② 建築抗震改造有哪些方法

一、植筋
植筋，即鋼筋的後生根技術。作為鋼筋錨固用的化學材料，現在市場上通用的均為結構膠，以取代純環氧樹脂或水泥砂漿。結構膠作用機理較為復雜，在此可簡化理解是由鋼筋與膠、膠與混凝土之間的粘結力共同作用產生的錨固力，來完成整體（鋼筋與混凝土）受力的目的。錨固力包含：膠與鋼筋表面的粘結力、膠與混凝土界面的粘結力、膠體自身膠結力、各介質之間的摩阻力等。通過對錨固鋼筋抗拉力值的檢測，其主要破壞形式有以下三種：
（1）鋼筋破壞：在錨固深度大於或等於建議錨固深度時，錨固膠及錨固質量為合格；
（2）膠體破壞：表現形式為鋼筋與膠體脫離、膠體與基材脫離，多發生於錨固深度小於建議錨固深度，且後者多發生於前者；
（3）基材破壞：在不同錨固深度下均可發生，與基材強度有直接關系。從破壞形式可判定材料整體性能及施工質量是否合格。
二、粘碳纖維復合材料、粘鋼加固
當結構的抗彎、抗剪承載力不夠或建築抗震達不到要求時，引起原因有：設計失誤、施工錯誤、混凝土強度過低等，都可以採用在混凝土結構外面粘貼碳纖維布（板）或鋼筋的方法進行補強。粘鋼板的施工工法已被業內廣為熟悉，在《混凝土結構技術加固規范》中已有明確闡述。
碳纖維片材、板材在我國研究和應用是近幾年開始發展起來的，但發展非常迅速，工程應用范圍不斷擴大。這種高科技的符合材料也越來越被更多的業內人士認同。目前國內碳纖維加固使用的碳纖維布大部分是國外進口產品，其性價比較好。上述兩種材料使用的膠粘劑一般是國產產品，性能與國外同類產品基本相同但價格便宜的多。碳纖維片材對混凝土的加固原理與粘鋼板相同。但其獨有的特殊性能是鋼板無法取代的，諸如：質量輕、施工便捷、不增加構件截面積、強度高、耐腐防銹等。
三、噴射混凝土擴大混凝土截面
建築物加固也經常使用加大原有結構截面積的方法來提高結構的承載力。其優點是結構的鋼性提高較多且施工成本較低，缺點是增大了原結構的體積和重量，施工比較煩瑣。增大截面的混凝土層通常較薄，採用一般的混凝土施工方法很難做到混凝土自身密實，也很難達到和原由混凝土面結合牢固，因此經常使用噴射混凝土的方法。二十世紀七十年代，我國首先在煤炭系統應用噴射混凝土方法用於地下工程中。隨著技術日臻成熟，該方法在地面建築物加固、建築基坑和岩石邊坡護坡等工程中得到廣泛應用，滿足了工程的需要。噴射混凝土具有以下特點：建築物加固時，常採用在結構（梁、柱、板、牆）表面增加一層鋼筋混凝土擴大原有結構的截面積來提高承載力。由於噴射混凝土粘結性強，有較高的強度，故與原有結構面粘結牢固，達到共同承載的目的。在某些情況下，模板的組裝是困難的，且要大量時間做准備。而採用混凝土噴射工藝，雖然每立方米噴射混凝土成本較高，但從節省的准備費用和時間上講，該法還是比傳統的立模澆灌混凝土經濟適用。從噴射方式劃分施工可以分為兩種：
（1）乾式噴射混凝土：在該系統中，混凝土在現場進行干拌合，然後將混合料送入轉子噴射機，再由高速運動的壓風將混合料沿軟管輸送，當到達噴射時再加入水。由於是在輸料軟管的末端才加水，因此混凝土不會充分與水拌勻，在噴射過程中會產生相當數量的粉塵。這就要求正確地掌握加水量，這在很大程度上取決於噴射手的經驗。為了獲得一定的噴射厚度，並增強「錘擊效應」，該法需要在混凝土中加一定數量的骨料，因此，回彈量會達到30%。
（2）濕式噴射混凝土：在濕式噴射混凝土施工中，混凝土是在攪拌站進行拌合，然後將混合料送入濕式噴射機，再由濕式噴射機沿軟管輸送混凝土料，當到達噴咀時壓風將混合料噴射到結構面。
四、混凝土裂縫壓力注膠修補
工業與民用建築主體出現裂縫是非常普遍的。裂縫產生的原因也是相當復雜的。近年來，隨著商品混凝土的廣泛使用，混凝土中的一些添加成分也是引起裂縫的直接原因。裂縫是混凝土結構可能進一步破壞的第一個信號，如果不及時進行修補，隨著時間的進行可能會造成結構的嚴重破壞，影響到正常使用。修補可以有表面修補和內部修補兩種工法，表面修補可以採用粘結碳纖維布的方法。
常用結構內部的修補方法是：採用壓力注射的方法將低粘度的高分子結構膠注入結構的裂縫中，結構膠固化後將混凝土裂縫粘好，即可恢復混凝土的整體性又封閉了裂縫防止水及有害氣體對結構內部的侵蝕。所使用的灌縫結構膠流動性好，不收縮，抗壓、抗彎強度高，和混凝土有良好的粘結性，固化時間較長，可以通過注射器壓注充滿混凝土內部。此種方法常用於修復0.2～2mm混凝土的裂縫。
裂縫修補施工近年來使用的多為專用灌注膠，配合封縫膠一起使用。專用灌注膠具有粘度低、粘結力大、無收縮等特點，可灌注時間加長至1～2小時。採用低壓注射法灌注施工比較簡單，不需要大型設備很適合在正在使用的建築物改造加固中應用。現在市面上還推出一種專用灌注工具，具有體積小，施工便捷，成本低廉等優點。前幾年在裂縫灌注施工中，多使用純環氧樹脂或自行調配過的環氧樹脂漿液。由於不能對化學原材料的質量進行有效控制，通常使得所用膠體稀稠不一，贊成灌漿結果不夠理想。注膠處理過裂縫混凝土，可採用壓力注水來檢測密封性，必要時可做切塊送檢。必須指出的是，這種裂縫注膠工法，所適用的對象是混凝土結構或具備一定強度的基材，而不適用於磚砌體結構。

③ 幾種常用抗震加固方法

常用的建築抗震加固方法有以下幾種：

1 增設構件加固法；當原結構的結構體系明顯不合理時，若條件許可，可通過結構體系的改變，使地震作用由增設的構件承擔，從而保護局部構件不受損害。

這類方法通過在原有結構構件以外增設構件來有效提高結構抗震承載力、變形性能和整體性，它主要是對某些承載力、變形不足的構件進行補償。

針對不同的結構可選取不同的構件，常用的有：增設牆體加固法，增設支撐加固法，增設柱子加固法及增設拉桿加固法。採用該方法時，必須要考慮所增設的構件對結構整體計算和抗震性能的影響。

2 碳纖維加固法；碳纖維加固技術是通過粘結劑將碳纖維片材同被加固的構件粘結而進行的新型加固方法。碳纖維片材具有強度高、彈性模量高、重量輕及耐腐蝕性好的優點．是一種非常有發展前途的加固方法。

纖維增強復合材料加固修補技術可廣泛適用於各種結構類型（如建築物、構築物、橋梁、隧道等）、各種結構形狀（如矩形、圓形、曲面結構等）、各種結構部位（梁、板、柱、拱、墩等），且不改變結構形狀及不影響結構外觀，這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。

對建築物由於受火災、腐蝕等損壞的加固修補，對由於局部改變設計用途的結構補強和提高已有結構的抗震性能尤為適合。

3 粘鋼加固法；在混凝土構件外部黏貼鋼板，以提高承載力和滿足正常使用的加固方法。

該加固方法具有以下優點：被加固構件基本不受損傷，可以充分發揮原構件的作用；外粘鋼厚度小，加固後自重增加小；加固後構件的外形尺寸變化不大，對建築功能影響極小；施工工藝簡單。

但加固效果在很大程度上取決於膠黏工藝與操作水平，此外，關於黏鋼構件的抗動力性能和抗疲勞性能的試驗很少，影響了對黏鋼加固方法的廣泛應用。

4 外包鋼加固法；該法是在構件外圍包以型鋼的加固方法, 具體可分為濕式外包鋼加固法和乾式外包鋼加固法。一般用於混凝土柱、梁、屋架，特別是大型結構和大跨度結構的加固。

適用於加固鋼筋混凝土梁、柱及磚柱、磚煙囪等，但對於圓形和曲面構件加固工藝則相對復雜。它具有施工方便,現場工作量少，能有效提高構件抗震性能的優點, 其優點是施工方便，現場工作量少，受力可靠。缺點是用鋼量較大，加固維修費用較高。當採用化學灌漿外包鋼加固時，型鋼表面溫度不應超過六十度；當環境具有腐蝕性介質時，應有可靠的防護措施。

5 植筋錨固技術；植筋技術是先在構件上打孔，然後注入專用粘結劑，插入鋼筋，待粘結劑硬化後，鋼筋通過與周圍混凝土粘結成整體，從而進行錨固的技術。

該種方法的關鍵在於粘結劑的選擇，目前常用的粘結劑有以環氧樹脂為基本材料的有機化學粘結劑和以無收縮快硬硅酸鹽水泥為膠結材料配製的「漿錨砂漿」。

近年來，植筋錨固技術已經取得了長足的進展，其在抗震加固中也有了廣泛的應用。與其他方法相比，植筋錨固具有施工方便、性能可靠的突出優點，目前這種技術還在不斷研究、改進中，一種經濟指標好、技術性能高的粘結劑的研製成功，其必將對抗震加固產生極為有利的影響。

6 增強自身整體性加固法；此法用於加強結構構件本身,恢復或提高構件的承載力和抗震能力,主要用於震前修補結構缺陷或震後對出現裂縫的構件進行修復加固,一般不單獨做為抗震加固方法使用。

(1)壓力灌注水泥漿加固法,可用於灌注磚牆裂縫和混凝土構件的裂縫。

(2)壓力灌注環氧樹脂漿加固法，可用於加固有裂縫的鋼筋混凝土構件，可大大提高了砌築磚牆的整體強度和穩定性，也加強了建築的抗震能力。

7 高性能鋼絲網復合砂漿薄層加固技術；高性能復合砂漿鋼絲網加固方法是近年來開發的新型加固技術。高性能鋼筋網復合砂漿薄層加固混凝土結構，是指對混凝土構件進行表面處理後，鋪設鋼筋網，再粉抹或噴射上高性能復合砂漿，使加固層與原構件共同工作，達到提高構件工作性能的目的。該加固方法與碳纖維加固法相比具有施工簡單，經濟實用的優點，在結構工程加固中的應用前景十分廣闊。

8 加大截面加固法；增大截面法是用與原結構相同的同種材料增大構件截面面積，從而提高構件性能的加固方法。它不僅可以提高被加固構件的承載力，增大其截面剛度，還可通過對抗震區的處理來提高構件的延性。

該方法被廣泛地用於加固混凝土構件中的粱、板、柱、牆等一般構件，鋼結構中的柱、屋架以及磚牆、磚柱等。

其加固效果與原結構在加固時的應力水平、材料性能、施工工藝、結合面處理及是否卸載加固等因素直接相關。優點是工藝簡單，適用面廣，可廣泛用於加固混凝土結構中的梁、柱、板、牆等構件。缺點是現場濕作業工作量大，減少使用空間，使結構自重有較大增長等。

④ 如何提高建築結構的抗震性

隨著生產技術的發展和生活水平的提高，人們對房屋結構的抗震技術提出了更高的要求。房屋抗震標准已成為購房者置業參考的一個重要因素。《中華人民共和國防震減災法》規定：新建、擴建、改建建設工程，應當達到抗震設防要求。應當按照地震烈度區劃圖或者地震動參數區劃圖所確定的抗震設防要求進行抗震設防。對於醫院、學校等一些人員密集場所的房屋建設工程，應當按照高於當地房屋建築的抗震設防要求進行設計和施工，同時採取有效措施，增強抗震設防能力。
一、我國房屋建築的結構形式
目前，我國房屋建築的結構形式主要有以下幾種：
（1）以磚石為主要建築材料的砌體結構；
(2)以鋼筋混凝土為主要建築材料的鋼筋混凝土框架結構、鋼筋混凝土框架—剪力牆結構、鋼筋混凝土剪力牆結構；
（3）以鋼材為主要建築材料的鋼結構框架以及鋼與鋼筋混凝土的組合結構。其中，砌體結構和框架結構多見於多層建築，鋼筋混凝土剪力牆結構多用於高層住宅；框架結構或框架—剪力牆結構多用於公共建築，砌體結構或鋼筋混凝土剪力牆結構則多為住宅。上述各種結構形式的抗震性能（指結構在大震和小震下的表現各不相同）各有千秋，框架—剪力牆結構和鋼筋混凝土剪力牆結構的抗震性能較好，而框架結構和砌體結構的抗震性能相對差一些。如何更好地增強房屋建築結構的抗震性能，特別是在罕遇的強震作用下的防倒塌能力，應是建築工程抗震研究的重點。
二、房屋建築抗震技術的應用
近年來，隨著科學技術的發展，新思想、新材料、新技術得到了大量的應用，這大大豐富了提高建築抗震性能的手段，提高了構件的極限承載能力，降低了結構的自重，並更有效地減輕了地震所帶來的災害。其中，隔震和消能減震就是建築結構減輕地震災害的兩種技術。
1、隔震技術。目前，國際上較熱門的工程抗震新技術就是隔震技術，它是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安放在結構物底部和基礎（或底部柱頂）之間，來隔開上部結構和基礎，從而改變結構的動力作用和動力特性，有利於減輕結構物的地震反應。實踐證明，隔震技術具有很大的垂直承載力及垂直壓縮剛度，具有足夠大的初始剛度及較小的水平變形剛度，能夠抵抗風荷載和輕微地震，且耐久性好，使用壽命長，因此，主要適用於較重要的如學校、醫院、商場、科研機構及重要的指揮職能單位的低層和多層建築。
2、消能減震技術。消能減震技術主要用於高層或超高層建築，其原理是指在建築結構的某些部位，如節點、剪力牆、支撐、連接件或連接縫等，設置消能元件，通過消能裝置產生摩擦非線性滯回變形耗能來耗散或吸收地震能量以減小主體結構的水平和豎向地震反應，從而避免結構產生破壞或倒塌，以達到減震抗震的目的。
雖然隔震技術和消能減震技術能夠大幅度提高建築結構的抗震性能，但因為施工較復雜，很難合理把握，因此，在實際運用中，還需要更加合理的設計及科學的施工，以保證房屋建築具備優質的抗震性能。
三、如何增強房屋建築的抗震性能
1、合理設計
設計單位應當按照抗震設防要求和工程建設強制性標准進行抗震設計，並對抗震設計的質量以及出具的施工圖設計文件的准確性負責。首先，房建場地的選擇應避開地震時可能發生地基失效的松軟場地，應選擇堅硬場地。其次，綜合運用抗震原則，以剛度、承載力和延性為主導目標，多道防線剛柔結合，使結構具有多道支撐和抗水平力的體系，同時保證結構體型簡單，結構傳力和受力途徑直接，整體結構和結構構件共同作用。第三，設計中要力圖使從地基傳入結構的振動能量為最小，使結構具備足夠大的、適當的承載能力、延性和耗能能力，以及以減少地震作用下的位移和扭轉的剛度。第四，結構布置要力求使剛度、質量、延性、幾何尺寸等規整、對稱、均勻，避免突然變化。另外，地震是一場災難，為最大限度地保護人民以及整個社會的利益，確保我國國民經濟持續穩定增長，建築行業在考慮增強房屋建築抗震能力的同時，也應高度重視由地震引發的次生災害（最主要的就是火災）及地質災害。因此，房屋設計中有必要增加結構抗火設計，同時基礎和地基的設計也應充分考慮到地基變形對房屋安全的影響。
2、正確施工
合理的抗震設計必須通過高質量的施工才能起到抗禦地震的作用，只有把好抗震設計和施工兩道關才能有效地提高建設工程的抗震性能。施工圖審查單位應當將房屋建築抗震設防作為專項審查內容，對施工圖抗震設防質量負責。建設單位、施工單位應當選用符合施工圖設計文件和國家有關標准規定的材料、構配件和設備。施工單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標准進行施工，並對施工質量負責。工程監理單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標准實施監理，並對施工質量承擔監理責任。
3、房屋加固
對房屋建築進行加固改造，也是增強房屋建築抗震性能的有效手段。對於木結構房屋的抗震加固應根據實際情況，採取減輕屋蓋重力、加強構件連接、加固木構架、增砌磚抗震牆、增設柱間支撐等措施；對於土石牆房屋的加固，則可根據實際情況採取加固牆體、加強牆體連接、減輕屋蓋重力等措施；對於多層砌體結構的加固，則可採取拆砌或增設抗震牆、修補和灌漿、外加柱加固、面層或板牆加固、增設支撐或支架加固、柱、牆垛採用現澆鋼筋混凝土套加固、設置鋼拉桿、長錨桿、增設圈樑、構造柱等方法；對於多層鋼筋混凝土結構的加固，則可採取單向框架宜加固為雙向框架，或採取加強樓、屋蓋整體性且同時增設抗震牆、抗震支撐等抗側力構件的措施；框架樑柱採用鋼構套、現澆鋼筋混凝土套加固，或貼鋼板加固；增設鋼筋混凝土抗震牆或翼牆加固等方法。幾十年來，對房屋建築的抗震加固，除了傳統的增設鋼筋混凝土構造柱和圈樑、夾板牆、抗震牆、鋼支撐、鋼拉桿、鋼構套，以及擴大受力構件截面等方法之外，還開發應用了高強鋼絞線、高強結構膠、碳纖維布、聚合物砂漿等材料和預應力技術，使我國的建築結構加固技術達到了國際先進水平。

⑤ 什麼是建築抗震三水準設防目標和兩階段設計方法

三水準：小震不壞，中震可修，大震不倒。

具體來說第一水準：遭遇低於本地區設防烈度的多遇地震影響時，建築物一般不損壞或者不需要修理仍然可以繼續使用。

第二水準：當遭遇本地區設防烈度是的地震影響時，建築物可能損壞，但經過一般的修理或者不需要修理仍然可以使用。

第三水準：當遭遇高於本地區的基本設防烈度的罕遇地震時的影響，建築物不倒或者不發生危及生命的破壞。

兩階段：

一、通過對多遇地震彈性地震作用下的結構截面強度驗算。

二、通過對罕遇地震烈度作用下結構薄弱部位的彈塑性變形驗算，並採用相應的構造措施。

(5)抗震研究的方法擴展閱讀：

《建設工程抗震設防要求管理規定》相關規定

第八條各級主管機構和部門。應當根據地震安全性評審組織的評審意見，結合建設工程特性和其他綜合因素，確定建設工程的抗震設防要求。

第九條下列區域內建設工程的抗震設防要求不應直接採用地震動參數區劃圖結果，必須進行地震動參數復核：

(一)位於地震動峰值加速度區劃圖峰值加速度分區界線兩側各4公里區域的建設工程；

(二)位於某些地震研究程度和資料詳細程度較差的邊遠地區的建設工程。

第十條下列地區應當根據需要和可能開展地震小區劃工作：

(一)地震重點監視防禦區內的大中城市和地震重點監視防禦城市；

(二)位於地震動參數0.15g以上(含0.15g)的大中城市；

(三)位於復雜工程地質條件區域內的大中城市、大型廠礦企業、長距離生命線工程和新建開發區；

(四)其他需要開展地震小區劃工作的地區。

第十一條地震動參數復核和地震小區劃工作必須由具有相應地震安全性評價資質的單位進行。

第十二條地震動參數復核結果一般由省、自治區、直轄市人民政府負責管理地震工作的部門或者機構負責審定，結果變動顯著的，報國務院地震工作主管部門審定；地震小區劃結果，由國務院地震工作主管部門負責審定。

⑥ 中國在防震方面有了哪些措施

在房屋抗震方面，中國先民曾經得到很多的切身經驗。台灣是中國地震最頻繁的一省，古代台灣的中國先民在興建城市時，即已注意到『台地（指台灣地區）罕有終年不震』這個特點，而採取一定的抗震措施。例如在淡水，有的城牆便是用竹子和木頭等材料建成。用竹木建城，不但就地取材，經濟方便，更重要的是竹木性質柔韌、質輕、耐震性能高，是很好的抗震建築材料。其他震區的中國先民也有這種經驗，例如雲南經常發生地震的地方，常採用荊條、木筋草等材料編牆，也是根據這個道理加以選擇的。
中國先民在動土興工，建造房屋、橋梁、高塔、寺廟時，為了要經久耐用和安全可靠，一般很注意地基牢固、建築物結實，整體性好。特別在多震地區，他們更注意到地震之威脅，慎重考慮這些問題。由中國古代建築物的考察，我們可以看出中國先民在這一方面的傑出智慧，他們對抗震設計和施工有很豐富的知識。例如，建於宋代的天津薊縣獨樂寺觀音閣，山西應縣高達60多公尺的木塔，和建於隋代的河北趙縣，橫跨洨水的趙州橋，距今都有一千年左右的歷史了。它們都位於地震較多的華北地震區，經過多次不同程度的地震震撼，到現在還巍然屹立，不僅可證明中國先民在建築技術上的卓越成就，而且也可供作今人研究建築物抗震性能之用。

⑦ 常用抗震分析法有哪幾種請分別簡述它們的原理和適用范圍。

國內常用的分析法都有底部剪力法，振型分解反應譜法和時程分析法。
1、底部剪力法
適用條件：對於重量和剛度沿高度分布比較均勻、高度不超過40m，並以剪切變形為主（房屋高寬比小於4時）的結構，振動時具有以下特點；(1)位移反應以基本振型為主；(2)基本振型接近直線。
基本原理：在振型分解反應譜法的基礎上，針對某些建築物的特定條件做進一步簡化，而得到的一種近似計算水平地震作用的方法：將多自由度體系簡化成單自由度體系，計算出結構總的地震作用（即結構底部剪力），再將其按倒三角形原則分配到各個樓層，計算結構內力。
2、振型分解反應譜法
適用范圍：除上述底部剪力法外的建築結構。
基本原理：利用振型分解法的概念，把多自由度體系分解成若干個單自由度體系振動的組合，並利用單自由度體系的反應譜理論計算各個振型振動的地震作用，最後將各個振型計算出的地震效應按一定的規則組合起來，求出總的地震響應。
3、時程分析法
適用范圍：《抗震規范》規定，重要的工程結構，例如：大跨橋梁，特別不規則建築、甲類建築，高度超出規定范圍的高層建築應採用時程分析法進行補充計算。
基本原理：時程分析法是對結構物的運動微分方程直接進行逐步積分求解的一種動力分析方法。由時程分析可得到各質點隨時間變化的位移、速度和加速度動力反應，並進而可計算出構件內力的時程變化關系。

希望對你有所幫助。

⑧ 抗震知識

「地震」或如老百姓所說的「地動」是一種自然現象。和刮風下雨不同的是，地震是來自地球內部的自然現象。若想對地震的原因有一定了解，首先應對我們賴以生存的地球構造有所認識。

地球是一個平均半徑約為6400公里的實心扁球體。其內部從表面到中心可分為地殼、地幔與地核三個部分（或三層）。最外面的地殼是一層由岩石組成的硬殼，平均厚度約為30公里，是地球半徑的1/200左右，就如雞蛋殼與雞蛋的比例差不多。地殼的下面是2900公里厚的地幔，它是由更堅硬的岩石組成的。隨著地深的增加，地幔的上部有幾百公里厚的一層處在高溫高壓狀態，據測定這里的地質狀態已經不是固態岩石已呈溶融狀態處在緩慢流動之中，稱為軟流層。地幔的下面是地核，其半徑約為3470公里，主要由鐵鎳物質組成。由於這里的溫度更高、壓力更強，經測定分析，地核上部（或稱外核）可能為液體，而內核可能是固態。

2、地震的原因與分類

地震作為地殼運動的一種表現形式，就世界范圍講，每年將要發生數百萬起。但其中絕大多數是人們感覺不到的小地震，真正能產生災害性的地震平均每年只有十幾次，造成毀滅性災害的約為1—2次。所有地震中，由於地殼構造運動而形成的地震稱為構造地震。構造地震的數量約占總地震的90%以上。1976年我國的唐山大地震、1994年美國加州的北嶺地震和1995年日本兵庫縣的阪神地震都屬於構造地震。在整個地震的研究中構造地震占首要地位。這種地震產生的主要原因大致如下：

地殼中的岩石層一方面受到來自上部的巨大重力作用（30公里深處，岩石自重產生的壓強約為6×105KN/㎡或說每平方米6萬噸），另一方面由於地幔上部軟流層的緩慢對流又使該岩石層從下面受到巨大的作用力，此外還有來自其它一些因素所形成的力。這些將使岩石處在相當復雜的受力狀態下，在日積月累的過程中，當某些薄弱部位（如斷層地帶）所受的力達到岩石層所不能承受的時候，岩石層必將沿這一帶產生破裂、錯動，引起劇烈震動，這就形成了構造地震，它是發生構造地震的源頭。震源正上方的地面位置或震源在地表的投影叫震中。震源到震中的距離稱為震源深度。按震源深度的不同，構造地震又可分為淺源地震；中源地震和深源地震三種。震源深度小於70公里的地震為淺源地震，70—300公里的為中源地震，大於300公里的為深源地震。世界上絕大多數構造地震都發生在地殼內，屬於淺源地震。須要指出的是，淺源地震一般影響的范圍較小但其破壞性卻較

⑨ 抗震設計方法有哪些

1 1. 抗震設計方法 1.1結構抗震計算內容 在抗震設防區建造建築物時，必須考慮地震對結構的影響，並對其進行抗震設計。 抗震設計中，當結構形式、布置等初步確定後，一般應進行抗震計算，結構抗震計算包括以下三方面內容。 (1) 結構所受到的地震作用及其作用效應（包括彎矩、剪力、軸力和位移）的計算。 (2) 將地震作用效應與其他荷載作用如結構的自重、樓屋面的可變荷載、風荷載等效應進行 組合，確定結構構件的最不利內力。 (3) 進行結構或構件截面抗震能力計算及抗震極限狀態設計復核，使結構或構件滿足抗震承 載力與變形能力等要求。 1.2 地震的作用、作用效應特點及分析方法 當地震時地面反復晃動使地面產生加速度運動並強迫建築物產生相應的加速度，這時，相當於有一個與加速度相反的慣性力即地震作用。地震作用於結構自重或活荷載等靜態作用不同，它是一種動態作用，與結構所在地區場地的地震動特性和結構動力特性有關。 地震作用在空間和時間上的隨機性很大，每次地震發生的時間較短，因此地震作用是一個隨機過程。根據超越概率的大小，可分為多遇地震作用和罕遇地震作用等，多遇地震作用為可變作用，其抗震設計屬於短暫設計狀況，罕遇地震為偶然作用，其抗震設計狀態屬於偶然狀況。 地震作用效應是指由地震動引起結構每一個瞬時內力或應力、瞬時應變或位移、瞬時運動加速度、速度等。由於地震作用效應是一種隨時間快速變化的動力作用，故又稱地震反應。與地震作用類似，地震反應也是一個隨機過程。 靜態作用往往比較直觀，一般可按有關規定較方便地計算得到，靜態作用的效應可按有關靜力學方法計算，靜力解只有一個。而地震作用及其效應的分析屬結構動力學范疇，需確定運動微分方程並求解，其中地震激勵輸入時通過結構物的底部地基基礎向上部結構傳遞，地震動輸入是一個動力過程，所得地震反應是一時間歷程。 地震作用及其效應的分析方法有動力分析法和反應譜法兩類。動力分析法需以結構和地震動輸入為基礎，建立動力模型和運動微分方程，用動力學理論計算地震動過程中結構反應的時間歷程，又稱時程分析法。 反應譜法是以線彈性理論為基礎，根據結構的動力特性並利用地震反應譜曲線計算振型地震作用，再按靜力方法求振型內力和變形。反應譜法按分析所採用的振型多少又分為振型分解反應譜法和底部剪力法。其中振型分解反應譜法考慮的振型較多，計算精度較高，適用於大多結構，底部剪力法僅考慮一個基本振型或前兩個振型，適用於較低的簡單結構。 1.3 結構地震反應分析方法 在實際的建築結構抗震設計中，少數結構可簡化為單自由度體系外，大量的建築結構都應簡化為多自由度體系。在單向水平地震作用下，結構地震反應分析方法有振型分解反應譜法、底部剪力法、動力時程分析方法以及非線性靜力分析等方法。 1.3.1 振型分解反應譜法 振型分解反應譜法基本概念是：假定結構為多自由度彈性體系，利用振型分解和振型的正交性原理，將n個自由度彈性體系分為n
2 每個振型下等效單自由度彈性體系的效應，再按一定的法則將每個振型的作用效應組合成總的地震效應進行截面抗震驗算。 (1) 多自由度彈性體系的運動方程 多自由度彈性體系在水平地震作用下的變形如圖1.3.1所示。有運動方程： 1 1 [()()]()()0nn iigikkikkkkmxtx tCxtKxt （1.3.1） 對於一個n質點的彈性體系，可以寫出n個類似於式（1.3.1）的方程，將組成一個由n個方程組成的微分方程組，其矩陣形式為： []{()}[]{()}[]{()}[]{}()gMxtCxtKxtMIx t (1.3.2) 式中 [M]——體系質量矩陣; [K]——體系剛度矩陣; [C]——阻尼矩陣，一般採用瑞雷阻尼 2）振型的正交性 多自由度彈性體系自由振動時，各振型對應的頻率各不相同，任意兩個不同的振型之間存在正交性。利用振型的正交性原理可以大大簡化多自由度彈性體系運動微分方程組的求解。包括三類正交性： 質量矩陣的正交性：{}[]{}0TjiXMX()ji 剛度矩陣的正交性：{}[]{}0TjiXKX()ji 阻尼矩陣的正交性：{}[]{}0 TjiXCX()ji 3）振型分解 運用振型正交性，對式1.3.2進行化簡展開後可得到n個獨立的二階微分方程，對於第j振型，可寫為： {}[]{}(){}[]{}(){}[]{}(){}[]{}{}() TTT （1.3.3） 引入廣義質量、廣義剛度和廣義阻尼的概念後，式1.3.3可視為單自由度體系運動微分方程進行計算 4）多自由度彈性體系的地震作用效應組合 由於各振型作用效應的最大值並不出現在同一時刻，因此如果直接由各振型最大反應疊加估計體系最大反應，其結果顯然偏大，這會過於保守。通過隨機振動理論分析，得出採用平方和開方的方法（SRSS）法估計平面結構體系最大反應可獲得較好的結果，即：
21 k j jSS  
(1.3.4)

3 1.3.2 底部剪力法 用振型分解反應譜法計算多自由度結構體系的地震反應時，需要計算體系的前幾階振型和自振頻率，對於建築物層數較多時，用手算就比較繁瑣。理論分析研究表明：當建築物高度不超過40m，以剪切變形為主且質量和剛度沿剛度分布比較均勻、結構振動以第一振型為主且第一振型接近直線（見圖1.3.2）時，該類結構的地震反應可採用底部剪力法。 1） 底部剪力法的計算 1EKFGq （1.3.5） 式中 1——對應於結構基本自珍周期的水平地震影響系數 G——結構的總重力總荷載代表值 q——為高振型影響系數，經過大量計算結果統計分析表明， 當結構體系各質點質量和層高大致相同時，
有：3(1) 2(21) nqn  對於單自由度體系。q=1；對於多自由度體系，取0.75~0.9，《抗震規范》取0.85. 2） 水平地震作用分布圖1.3.2簡化的第一振型 根據底部剪力法的適用條件，結構第一振型為主且接近直線，即任意質點的第一振型位移與其所處高度成正比。則可推得各質點水平地震作用：
1 ii iEKn k k kGHFFGH   （1.3.6） 1.3.3 動力時程分析方法 動力時程分析方法是將結構作為彈性或彈塑性振動系統，建立振動系統的運動微分方程，直接輸入地面加速度時程，對運動微分方程直接積分，從而獲得振動體系各質點的加速度、速度、位移和結構內力的時程曲線。時程分析方法是完全動力方法，可以得出地震時程范圍內結構體系各點的反應時間歷程，信息量大，精度高；但該法計算工作量大，且根據確定的地震動時程得出結構體系的確定反應時程，一次時程分析難以考慮不同地震時程記錄的隨機性。 時程分析方法分為振型分解法和逐步積分方法兩種。振型分解法利用了結構體系振型的正交性，但僅適用於結構彈性地震反應分析；而逐步積分方法既適用於結構彈性地震反應分析，也適用於結構非彈性地震反應分析。 結構時程分析時，需要解決結構力學模型的確定、結構或構件的滯回模型、輸入地震波的選擇和數值求解方法的確定。 1） 結構的力學模型 結構動力時程分析模型可以分為材料層次的實體分析模型和構件層次的簡化分析模型。材料層次的實體分析模型以結構中各材料的應力-應變關系曲線為基礎，而構件層次的簡化分析模型以構件的力-變形關系曲線為基礎。