抗震研究的方法

① 建筑结构抗震设计的步骤是什么

抗震设计理论经历了静力理论、反应谱理论和直接动力分析理论.抗震设计方法经历了：刚性设计、柔性设计、延性设计及、结构控制设计、基于性能的抗震设计几个阶段.具体的内容前者可以参考包世华所写的《高层建筑结构设计和计算（下册）》；后者可以参考李刚,程耿东的书《基于性能的结构抗震设计理论、方法与应用》.我国现行抗震设计规范GB50011-2010着重在概念设计，框架结构在进入弹塑性阶段后的抗震性能主要还是依靠抗震措施来保证。重点是在保证构件延性的同时对框架做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节电弱杆件”。即要满足规范6.2节的计算调整和其它一些构造措施。总之严格按照规范执行即可。但如何实现框架结构的延性和抗震措施之间的量化关系，并在设计中实现，仍是需要研究的课题。

② 建筑抗震改造有哪些方法

一、植筋
植筋，即钢筋的后生根技术。作为钢筋锚固用的化学材料，现在市场上通用的均为结构胶，以取代纯环氧树脂或水泥砂浆。结构胶作用机理较为复杂，在此可简化理解是由钢筋与胶、胶与混凝土之间的粘结力共同作用产生的锚固力，来完成整体（钢筋与混凝土）受力的目的。锚固力包含：胶与钢筋表面的粘结力、胶与混凝土界面的粘结力、胶体自身胶结力、各介质之间的摩阻力等。通过对锚固钢筋抗拉力值的检测，其主要破坏形式有以下三种：
（1）钢筋破坏：在锚固深度大于或等于建议锚固深度时，锚固胶及锚固质量为合格；
（2）胶体破坏：表现形式为钢筋与胶体脱离、胶体与基材脱离，多发生于锚固深度小于建议锚固深度，且后者多发生于前者；
（3）基材破坏：在不同锚固深度下均可发生，与基材强度有直接关系。从破坏形式可判定材料整体性能及施工质量是否合格。
二、粘碳纤维复合材料、粘钢加固
当结构的抗弯、抗剪承载力不够或建筑抗震达不到要求时，引起原因有：设计失误、施工错误、混凝土强度过低等，都可以采用在混凝土结构外面粘贴碳纤维布（板）或钢筋的方法进行补强。粘钢板的施工工法已被业内广为熟悉，在《混凝土结构技术加固规范》中已有明确阐述。
碳纤维片材、板材在我国研究和应用是近几年开始发展起来的，但发展非常迅速，工程应用范围不断扩大。这种高科技的符合材料也越来越被更多的业内人士认同。目前国内碳纤维加固使用的碳纤维布大部分是国外进口产品，其性价比较好。上述两种材料使用的胶粘剂一般是国产产品，性能与国外同类产品基本相同但价格便宜的多。碳纤维片材对混凝土的加固原理与粘钢板相同。但其独有的特殊性能是钢板无法取代的，诸如：质量轻、施工便捷、不增加构件截面积、强度高、耐腐防锈等。
三、喷射混凝土扩大混凝土截面
建筑物加固也经常使用加大原有结构截面积的方法来提高结构的承载力。其优点是结构的钢性提高较多且施工成本较低，缺点是增大了原结构的体积和重量，施工比较烦琐。增大截面的混凝土层通常较薄，采用一般的混凝土施工方法很难做到混凝土自身密实，也很难达到和原由混凝土面结合牢固，因此经常使用喷射混凝土的方法。二十世纪七十年代，我国首先在煤炭系统应用喷射混凝土方法用于地下工程中。随着技术日臻成熟，该方法在地面建筑物加固、建筑基坑和岩石边坡护坡等工程中得到广泛应用，满足了工程的需要。喷射混凝土具有以下特点：建筑物加固时，常采用在结构（梁、柱、板、墙）表面增加一层钢筋混凝土扩大原有结构的截面积来提高承载力。由于喷射混凝土粘结性强，有较高的强度，故与原有结构面粘结牢固，达到共同承载的目的。在某些情况下，模板的组装是困难的，且要大量时间做准备。而采用混凝土喷射工艺，虽然每立方米喷射混凝土成本较高，但从节省的准备费用和时间上讲，该法还是比传统的立模浇灌混凝土经济适用。从喷射方式划分施工可以分为两种：
（1）干式喷射混凝土：在该系统中，混凝土在现场进行干拌合，然后将混合料送入转子喷射机，再由高速运动的压风将混合料沿软管输送，当到达喷射时再加入水。由于是在输料软管的末端才加水，因此混凝土不会充分与水拌匀，在喷射过程中会产生相当数量的粉尘。这就要求正确地掌握加水量，这在很大程度上取决于喷射手的经验。为了获得一定的喷射厚度，并增强“锤击效应”，该法需要在混凝土中加一定数量的骨料，因此，回弹量会达到30%。
（2）湿式喷射混凝土：在湿式喷射混凝土施工中，混凝土是在搅拌站进行拌合，然后将混合料送入湿式喷射机，再由湿式喷射机沿软管输送混凝土料，当到达喷咀时压风将混合料喷射到结构面。
四、混凝土裂缝压力注胶修补
工业与民用建筑主体出现裂缝是非常普遍的。裂缝产生的原因也是相当复杂的。近年来，随着商品混凝土的广泛使用，混凝土中的一些添加成分也是引起裂缝的直接原因。裂缝是混凝土结构可能进一步破坏的第一个信号，如果不及时进行修补，随着时间的进行可能会造成结构的严重破坏，影响到正常使用。修补可以有表面修补和内部修补两种工法，表面修补可以采用粘结碳纤维布的方法。
常用结构内部的修补方法是：采用压力注射的方法将低粘度的高分子结构胶注入结构的裂缝中，结构胶固化后将混凝土裂缝粘好，即可恢复混凝土的整体性又封闭了裂缝防止水及有害气体对结构内部的侵蚀。所使用的灌缝结构胶流动性好，不收缩，抗压、抗弯强度高，和混凝土有良好的粘结性，固化时间较长，可以通过注射器压注充满混凝土内部。此种方法常用于修复0.2～2mm混凝土的裂缝。
裂缝修补施工近年来使用的多为专用灌注胶，配合封缝胶一起使用。专用灌注胶具有粘度低、粘结力大、无收缩等特点，可灌注时间加长至1～2小时。采用低压注射法灌注施工比较简单，不需要大型设备很适合在正在使用的建筑物改造加固中应用。现在市面上还推出一种专用灌注工具，具有体积小，施工便捷，成本低廉等优点。前几年在裂缝灌注施工中，多使用纯环氧树脂或自行调配过的环氧树脂浆液。由于不能对化学原材料的质量进行有效控制，通常使得所用胶体稀稠不一，赞成灌浆结果不够理想。注胶处理过裂缝混凝土，可采用压力注水来检测密封性，必要时可做切块送检。必须指出的是，这种裂缝注胶工法，所适用的对象是混凝土结构或具备一定强度的基材，而不适用于砖砌体结构。

③ 几种常用抗震加固方法

常用的建筑抗震加固方法有以下几种：

1 增设构件加固法；当原结构的结构体系明显不合理时，若条件许可，可通过结构体系的改变，使地震作用由增设的构件承担，从而保护局部构件不受损害。

这类方法通过在原有结构构件以外增设构件来有效提高结构抗震承载力、变形性能和整体性，它主要是对某些承载力、变形不足的构件进行补偿。

针对不同的结构可选取不同的构件，常用的有：增设墙体加固法，增设支撑加固法，增设柱子加固法及增设拉杆加固法。采用该方法时，必须要考虑所增设的构件对结构整体计算和抗震性能的影响。

2 碳纤维加固法；碳纤维加固技术是通过粘结剂将碳纤维片材同被加固的构件粘结而进行的新型加固方法。碳纤维片材具有强度高、弹性模量高、重量轻及耐腐蚀性好的优点．是一种非常有发展前途的加固方法。

纤维增强复合材料加固修补技术可广泛适用于各种结构类型（如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等）、各种结构形状（如矩形、圆形、曲面结构等）、各种结构部位（梁、板、柱、拱、墩等），且不改变结构形状及不影响结构外观，这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。

对建筑物由于受火灾、腐蚀等损坏的加固修补，对由于局部改变设计用途的结构补强和提高已有结构的抗震性能尤为适合。

3 粘钢加固法；在混凝土构件外部黏贴钢板，以提高承载力和满足正常使用的加固方法。

该加固方法具有以下优点：被加固构件基本不受损伤，可以充分发挥原构件的作用；外粘钢厚度小，加固后自重增加小；加固后构件的外形尺寸变化不大，对建筑功能影响极小；施工工艺简单。

但加固效果在很大程度上取决于胶黏工艺与操作水平，此外，关于黏钢构件的抗动力性能和抗疲劳性能的试验很少，影响了对黏钢加固方法的广泛应用。

4 外包钢加固法；该法是在构件外围包以型钢的加固方法, 具体可分为湿式外包钢加固法和干式外包钢加固法。一般用于混凝土柱、梁、屋架，特别是大型结构和大跨度结构的加固。

适用于加固钢筋混凝土梁、柱及砖柱、砖烟囱等，但对于圆形和曲面构件加固工艺则相对复杂。它具有施工方便,现场工作量少，能有效提高构件抗震性能的优点, 其优点是施工方便，现场工作量少，受力可靠。缺点是用钢量较大，加固维修费用较高。当采用化学灌浆外包钢加固时，型钢表面温度不应超过六十度；当环境具有腐蚀性介质时，应有可靠的防护措施。

5 植筋锚固技术；植筋技术是先在构件上打孔，然后注入专用粘结剂，插入钢筋，待粘结剂硬化后，钢筋通过与周围混凝土粘结成整体，从而进行锚固的技术。

该种方法的关键在于粘结剂的选择，目前常用的粘结剂有以环氧树脂为基本材料的有机化学粘结剂和以无收缩快硬硅酸盐水泥为胶结材料配制的“浆锚砂浆”。

近年来，植筋锚固技术已经取得了长足的进展，其在抗震加固中也有了广泛的应用。与其他方法相比，植筋锚固具有施工方便、性能可靠的突出优点，目前这种技术还在不断研究、改进中，一种经济指标好、技术性能高的粘结剂的研制成功，其必将对抗震加固产生极为有利的影响。

6 增强自身整体性加固法；此法用于加强结构构件本身,恢复或提高构件的承载力和抗震能力,主要用于震前修补结构缺陷或震后对出现裂缝的构件进行修复加固,一般不单独做为抗震加固方法使用。

(1)压力灌注水泥浆加固法,可用于灌注砖墙裂缝和混凝土构件的裂缝。

(2)压力灌注环氧树脂浆加固法，可用于加固有裂缝的钢筋混凝土构件，可大大提高了砌筑砖墙的整体强度和稳定性，也加强了建筑的抗震能力。

7 高性能钢丝网复合砂浆薄层加固技术；高性能复合砂浆钢丝网加固方法是近年来开发的新型加固技术。高性能钢筋网复合砂浆薄层加固混凝土结构，是指对混凝土构件进行表面处理后，铺设钢筋网，再粉抹或喷射上高性能复合砂浆，使加固层与原构件共同工作，达到提高构件工作性能的目的。该加固方法与碳纤维加固法相比具有施工简单，经济实用的优点，在结构工程加固中的应用前景十分广阔。

8 加大截面加固法；增大截面法是用与原结构相同的同种材料增大构件截面面积，从而提高构件性能的加固方法。它不仅可以提高被加固构件的承载力，增大其截面刚度，还可通过对抗震区的处理来提高构件的延性。

该方法被广泛地用于加固混凝土构件中的粱、板、柱、墙等一般构件，钢结构中的柱、屋架以及砖墙、砖柱等。

其加固效果与原结构在加固时的应力水平、材料性能、施工工艺、结合面处理及是否卸载加固等因素直接相关。优点是工艺简单，适用面广，可广泛用于加固混凝土结构中的梁、柱、板、墙等构件。缺点是现场湿作业工作量大，减少使用空间，使结构自重有较大增长等。

④ 如何提高建筑结构的抗震性

随着生产技术的发展和生活水平的提高，人们对房屋结构的抗震技术提出了更高的要求。房屋抗震标准已成为购房者置业参考的一个重要因素。《中华人民共和国防震减灾法》规定：新建、扩建、改建建设工程，应当达到抗震设防要求。应当按照地震烈度区划图或者地震动参数区划图所确定的抗震设防要求进行抗震设防。对于医院、学校等一些人员密集场所的房屋建设工程，应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计和施工，同时采取有效措施，增强抗震设防能力。
一、我国房屋建筑的结构形式
目前，我国房屋建筑的结构形式主要有以下几种：
（1）以砖石为主要建筑材料的砌体结构；
(2)以钢筋混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架—剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构；
（3）以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的组合结构。其中，砌体结构和框架结构多见于多层建筑，钢筋混凝土剪力墙结构多用于高层住宅；框架结构或框架—剪力墙结构多用于公共建筑，砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构则多为住宅。上述各种结构形式的抗震性能（指结构在大震和小震下的表现各不相同）各有千秋，框架—剪力墙结构和钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能较好，而框架结构和砌体结构的抗震性能相对差一些。如何更好地增强房屋建筑结构的抗震性能，特别是在罕遇的强震作用下的防倒塌能力，应是建筑工程抗震研究的重点。
二、房屋建筑抗震技术的应用
近年来，随着科学技术的发展，新思想、新材料、新技术得到了大量的应用，这大大丰富了提高建筑抗震性能的手段，提高了构件的极限承载能力，降低了结构的自重，并更有效地减轻了地震所带来的灾害。其中，隔震和消能减震就是建筑结构减轻地震灾害的两种技术。
1、隔震技术。目前，国际上较热门的工程抗震新技术就是隔震技术，它是通过把如橡胶隔震垫等隔震消能装置安放在结构物底部和基础（或底部柱顶）之间，来隔开上部结构和基础，从而改变结构的动力作用和动力特性，有利于减轻结构物的地震反应。实践证明，隔震技术具有很大的垂直承载力及垂直压缩刚度，具有足够大的初始刚度及较小的水平变形刚度，能够抵抗风荷载和轻微地震，且耐久性好，使用寿命长，因此，主要适用于较重要的如学校、医院、商场、科研机构及重要的指挥职能单位的低层和多层建筑。
2、消能减震技术。消能减震技术主要用于高层或超高层建筑，其原理是指在建筑结构的某些部位，如节点、剪力墙、支撑、连接件或连接缝等，设置消能元件，通过消能装置产生摩擦非线性滞回变形耗能来耗散或吸收地震能量以减小主体结构的水平和竖向地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，以达到减震抗震的目的。
虽然隔震技术和消能减震技术能够大幅度提高建筑结构的抗震性能，但因为施工较复杂，很难合理把握，因此，在实际运用中，还需要更加合理的设计及科学的施工，以保证房屋建筑具备优质的抗震性能。
三、如何增强房屋建筑的抗震性能
1、合理设计
设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计，并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。首先，房建场地的选择应避开地震时可能发生地基失效的松软场地，应选择坚硬场地。其次，综合运用抗震原则，以刚度、承载力和延性为主导目标，多道防线刚柔结合，使结构具有多道支撑和抗水平力的体系，同时保证结构体型简单，结构传力和受力途径直接，整体结构和结构构件共同作用。第三，设计中要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，使结构具备足够大的、适当的承载能力、延性和耗能能力，以及以减少地震作用下的位移和扭转的刚度。第四，结构布置要力求使刚度、质量、延性、几何尺寸等规整、对称、均匀，避免突然变化。另外，地震是一场灾难，为最大限度地保护人民以及整个社会的利益，确保我国国民经济持续稳定增长，建筑行业在考虑增强房屋建筑抗震能力的同时，也应高度重视由地震引发的次生灾害（最主要的就是火灾）及地质灾害。因此，房屋设计中有必要增加结构抗火设计，同时基础和地基的设计也应充分考虑到地基变形对房屋安全的影响。
2、正确施工
合理的抗震设计必须通过高质量的施工才能起到抗御地震的作用，只有把好抗震设计和施工两道关才能有效地提高建设工程的抗震性能。施工图审查单位应当将房屋建筑抗震设防作为专项审查内容，对施工图抗震设防质量负责。建设单位、施工单位应当选用符合施工图设计文件和国家有关标准规定的材料、构配件和设备。施工单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准进行施工，并对施工质量负责。工程监理单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准实施监理，并对施工质量承担监理责任。
3、房屋加固
对房屋建筑进行加固改造，也是增强房屋建筑抗震性能的有效手段。对于木结构房屋的抗震加固应根据实际情况，采取减轻屋盖重力、加强构件连接、加固木构架、增砌砖抗震墙、增设柱间支撑等措施；对于土石墙房屋的加固，则可根据实际情况采取加固墙体、加强墙体连接、减轻屋盖重力等措施；对于多层砌体结构的加固，则可采取拆砌或增设抗震墙、修补和灌浆、外加柱加固、面层或板墙加固、增设支撑或支架加固、柱、墙垛采用现浇钢筋混凝土套加固、设置钢拉杆、长锚杆、增设圈梁、构造柱等方法；对于多层钢筋混凝土结构的加固，则可采取单向框架宜加固为双向框架，或采取加强楼、屋盖整体性且同时增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施；框架梁柱采用钢构套、现浇钢筋混凝土套加固，或贴钢板加固；增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固等方法。几十年来，对房屋建筑的抗震加固，除了传统的增设钢筋混凝土构造柱和圈梁、夹板墙、抗震墙、钢支撑、钢拉杆、钢构套，以及扩大受力构件截面等方法之外，还开发应用了高强钢绞线、高强结构胶、碳纤维布、聚合物砂浆等材料和预应力技术，使我国的建筑结构加固技术达到了国际先进水平。

⑤ 什么是建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法

三水准：小震不坏，中震可修，大震不倒。

具体来说第一水准：遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不损坏或者不需要修理仍然可以继续使用。

第二水准：当遭遇本地区设防烈度是的地震影响时，建筑物可能损坏，但经过一般的修理或者不需要修理仍然可以使用。

第三水准：当遭遇高于本地区的基本设防烈度的罕遇地震时的影响，建筑物不倒或者不发生危及生命的破坏。

两阶段：

一、通过对多遇地震弹性地震作用下的结构截面强度验算。

二、通过对罕遇地震烈度作用下结构薄弱部位的弹塑性变形验算，并采用相应的构造措施。

(5)抗震研究的方法扩展阅读：

《建设工程抗震设防要求管理规定》相关规定

第八条各级主管机构和部门。应当根据地震安全性评审组织的评审意见，结合建设工程特性和其他综合因素，确定建设工程的抗震设防要求。

第九条下列区域内建设工程的抗震设防要求不应直接采用地震动参数区划图结果，必须进行地震动参数复核：

(一)位于地震动峰值加速度区划图峰值加速度分区界线两侧各4公里区域的建设工程；

(二)位于某些地震研究程度和资料详细程度较差的边远地区的建设工程。

第十条下列地区应当根据需要和可能开展地震小区划工作：

(一)地震重点监视防御区内的大中城市和地震重点监视防御城市；

(二)位于地震动参数0.15g以上(含0.15g)的大中城市；

(三)位于复杂工程地质条件区域内的大中城市、大型厂矿企业、长距离生命线工程和新建开发区；

(四)其他需要开展地震小区划工作的地区。

第十一条地震动参数复核和地震小区划工作必须由具有相应地震安全性评价资质的单位进行。

第十二条地震动参数复核结果一般由省、自治区、直辖市人民政府负责管理地震工作的部门或者机构负责审定，结果变动显着的，报国务院地震工作主管部门审定；地震小区划结果，由国务院地震工作主管部门负责审定。

⑥ 中国在防震方面有了哪些措施

在房屋抗震方面，中国先民曾经得到很多的切身经验。台湾是中国地震最频繁的一省，古代台湾的中国先民在兴建城市时，即已注意到‘台地（指台湾地区）罕有终年不震’这个特点，而采取一定的抗震措施。例如在淡水，有的城墙便是用竹子和木头等材料建成。用竹木建城，不但就地取材，经济方便，更重要的是竹木性质柔韧、质轻、耐震性能高，是很好的抗震建筑材料。其他震区的中国先民也有这种经验，例如云南经常发生地震的地方，常采用荆条、木筋草等材料编墙，也是根据这个道理加以选择的。
中国先民在动土兴工，建造房屋、桥梁、高塔、寺庙时，为了要经久耐用和安全可靠，一般很注意地基牢固、建筑物结实，整体性好。特别在多震地区，他们更注意到地震之威胁，慎重考虑这些问题。由中国古代建筑物的考察，我们可以看出中国先民在这一方面的杰出智慧，他们对抗震设计和施工有很丰富的知识。例如，建于宋代的天津蓟县独乐寺观音阁，山西应县高达60多公尺的木塔，和建于隋代的河北赵县，横跨洨水的赵州桥，距今都有一千年左右的历史了。它们都位于地震较多的华北地震区，经过多次不同程度的地震震撼，到现在还巍然屹立，不仅可证明中国先民在建筑技术上的卓越成就，而且也可供作今人研究建筑物抗震性能之用。

⑦ 常用抗震分析法有哪几种请分别简述它们的原理和适用范围。

国内常用的分析法都有底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。
1、底部剪力法
适用条件：对于重量和刚度沿高度分布比较均匀、高度不超过40m，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于4时）的结构，振动时具有以下特点；(1)位移反应以基本振型为主；(2)基本振型接近直线。
基本原理：在振型分解反应谱法的基础上，针对某些建筑物的特定条件做进一步简化，而得到的一种近似计算水平地震作用的方法：将多自由度体系简化成单自由度体系，计算出结构总的地震作用（即结构底部剪力），再将其按倒三角形原则分配到各个楼层，计算结构内力。
2、振型分解反应谱法
适用范围：除上述底部剪力法外的建筑结构。
基本原理：利用振型分解法的概念，把多自由度体系分解成若干个单自由度体系振动的组合，并利用单自由度体系的反应谱理论计算各个振型振动的地震作用，最后将各个振型计算出的地震效应按一定的规则组合起来，求出总的地震响应。
3、时程分析法
适用范围：《抗震规范》规定，重要的工程结构，例如：大跨桥梁，特别不规则建筑、甲类建筑，高度超出规定范围的高层建筑应采用时程分析法进行补充计算。
基本原理：时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由时程分析可得到各质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，并进而可计算出构件内力的时程变化关系。

希望对你有所帮助。

⑧ 抗震知识

“地震”或如老百姓所说的“地动”是一种自然现象。和刮风下雨不同的是，地震是来自地球内部的自然现象。若想对地震的原因有一定了解，首先应对我们赖以生存的地球构造有所认识。

地球是一个平均半径约为6400公里的实心扁球体。其内部从表面到中心可分为地壳、地幔与地核三个部分（或三层）。最外面的地壳是一层由岩石组成的硬壳，平均厚度约为30公里，是地球半径的1/200左右，就如鸡蛋壳与鸡蛋的比例差不多。地壳的下面是2900公里厚的地幔，它是由更坚硬的岩石组成的。随着地深的增加，地幔的上部有几百公里厚的一层处在高温高压状态，据测定这里的地质状态已经不是固态岩石已呈溶融状态处在缓慢流动之中，称为软流层。地幔的下面是地核，其半径约为3470公里，主要由铁镍物质组成。由于这里的温度更高、压力更强，经测定分析，地核上部（或称外核）可能为液体，而内核可能是固态。

2、地震的原因与分类

地震作为地壳运动的一种表现形式，就世界范围讲，每年将要发生数百万起。但其中绝大多数是人们感觉不到的小地震，真正能产生灾害性的地震平均每年只有十几次，造成毁灭性灾害的约为1—2次。所有地震中，由于地壳构造运动而形成的地震称为构造地震。构造地震的数量约占总地震的90%以上。1976年我国的唐山大地震、1994年美国加州的北岭地震和1995年日本兵库县的阪神地震都属于构造地震。在整个地震的研究中构造地震占首要地位。这种地震产生的主要原因大致如下：

地壳中的岩石层一方面受到来自上部的巨大重力作用（30公里深处，岩石自重产生的压强约为6×105KN/㎡或说每平方米6万吨），另一方面由于地幔上部软流层的缓慢对流又使该岩石层从下面受到巨大的作用力，此外还有来自其它一些因素所形成的力。这些将使岩石处在相当复杂的受力状态下，在日积月累的过程中，当某些薄弱部位（如断层地带）所受的力达到岩石层所不能承受的时候，岩石层必将沿这一带产生破裂、错动，引起剧烈震动，这就形成了构造地震，它是发生构造地震的源头。震源正上方的地面位置或震源在地表的投影叫震中。震源到震中的距离称为震源深度。按震源深度的不同，构造地震又可分为浅源地震；中源地震和深源地震三种。震源深度小于70公里的地震为浅源地震，70—300公里的为中源地震，大于300公里的为深源地震。世界上绝大多数构造地震都发生在地壳内，属于浅源地震。须要指出的是，浅源地震一般影响的范围较小但其破坏性却较

⑨ 抗震设计方法有哪些

1 1. 抗震设计方法 1.1结构抗震计算内容 在抗震设防区建造建筑物时，必须考虑地震对结构的影响，并对其进行抗震设计。 抗震设计中，当结构形式、布置等初步确定后，一般应进行抗震计算，结构抗震计算包括以下三方面内容。 (1) 结构所受到的地震作用及其作用效应（包括弯矩、剪力、轴力和位移）的计算。 (2) 将地震作用效应与其他荷载作用如结构的自重、楼屋面的可变荷载、风荷载等效应进行 组合，确定结构构件的最不利内力。 (3) 进行结构或构件截面抗震能力计算及抗震极限状态设计复核，使结构或构件满足抗震承 载力与变形能力等要求。 1.2 地震的作用、作用效应特点及分析方法 当地震时地面反复晃动使地面产生加速度运动并强迫建筑物产生相应的加速度，这时，相当于有一个与加速度相反的惯性力即地震作用。地震作用于结构自重或活荷载等静态作用不同，它是一种动态作用，与结构所在地区场地的地震动特性和结构动力特性有关。 地震作用在空间和时间上的随机性很大，每次地震发生的时间较短，因此地震作用是一个随机过程。根据超越概率的大小，可分为多遇地震作用和罕遇地震作用等，多遇地震作用为可变作用，其抗震设计属于短暂设计状况，罕遇地震为偶然作用，其抗震设计状态属于偶然状况。 地震作用效应是指由地震动引起结构每一个瞬时内力或应力、瞬时应变或位移、瞬时运动加速度、速度等。由于地震作用效应是一种随时间快速变化的动力作用，故又称地震反应。与地震作用类似，地震反应也是一个随机过程。 静态作用往往比较直观，一般可按有关规定较方便地计算得到，静态作用的效应可按有关静力学方法计算，静力解只有一个。而地震作用及其效应的分析属结构动力学范畴，需确定运动微分方程并求解，其中地震激励输入时通过结构物的底部地基基础向上部结构传递，地震动输入是一个动力过程，所得地震反应是一时间历程。 地震作用及其效应的分析方法有动力分析法和反应谱法两类。动力分析法需以结构和地震动输入为基础，建立动力模型和运动微分方程，用动力学理论计算地震动过程中结构反应的时间历程，又称时程分析法。 反应谱法是以线弹性理论为基础，根据结构的动力特性并利用地震反应谱曲线计算振型地震作用，再按静力方法求振型内力和变形。反应谱法按分析所采用的振型多少又分为振型分解反应谱法和底部剪力法。其中振型分解反应谱法考虑的振型较多，计算精度较高，适用于大多结构，底部剪力法仅考虑一个基本振型或前两个振型，适用于较低的简单结构。 1.3 结构地震反应分析方法 在实际的建筑结构抗震设计中，少数结构可简化为单自由度体系外，大量的建筑结构都应简化为多自由度体系。在单向水平地震作用下，结构地震反应分析方法有振型分解反应谱法、底部剪力法、动力时程分析方法以及非线性静力分析等方法。 1.3.1 振型分解反应谱法 振型分解反应谱法基本概念是：假定结构为多自由度弹性体系，利用振型分解和振型的正交性原理，将n个自由度弹性体系分为n
2 每个振型下等效单自由度弹性体系的效应，再按一定的法则将每个振型的作用效应组合成总的地震效应进行截面抗震验算。 (1) 多自由度弹性体系的运动方程 多自由度弹性体系在水平地震作用下的变形如图1.3.1所示。有运动方程： 1 1 [()()]()()0nn iigikkikkkkmxtx tCxtKxt （1.3.1） 对于一个n质点的弹性体系，可以写出n个类似于式（1.3.1）的方程，将组成一个由n个方程组成的微分方程组，其矩阵形式为： []{()}[]{()}[]{()}[]{}()gMxtCxtKxtMIx t (1.3.2) 式中 [M]——体系质量矩阵; [K]——体系刚度矩阵; [C]——阻尼矩阵，一般采用瑞雷阻尼 2）振型的正交性 多自由度弹性体系自由振动时，各振型对应的频率各不相同，任意两个不同的振型之间存在正交性。利用振型的正交性原理可以大大简化多自由度弹性体系运动微分方程组的求解。包括三类正交性： 质量矩阵的正交性：{}[]{}0TjiXMX()ji 刚度矩阵的正交性：{}[]{}0TjiXKX()ji 阻尼矩阵的正交性：{}[]{}0 TjiXCX()ji 3）振型分解 运用振型正交性，对式1.3.2进行化简展开后可得到n个独立的二阶微分方程，对于第j振型，可写为： {}[]{}(){}[]{}(){}[]{}(){}[]{}{}() TTT （1.3.3） 引入广义质量、广义刚度和广义阻尼的概念后，式1.3.3可视为单自由度体系运动微分方程进行计算 4）多自由度弹性体系的地震作用效应组合 由于各振型作用效应的最大值并不出现在同一时刻，因此如果直接由各振型最大反应叠加估计体系最大反应，其结果显然偏大，这会过于保守。通过随机振动理论分析，得出采用平方和开方的方法（SRSS）法估计平面结构体系最大反应可获得较好的结果，即：
21 k j jSS  
(1.3.4)

3 1.3.2 底部剪力法 用振型分解反应谱法计算多自由度结构体系的地震反应时，需要计算体系的前几阶振型和自振频率，对于建筑物层数较多时，用手算就比较繁琐。理论分析研究表明：当建筑物高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿刚度分布比较均匀、结构振动以第一振型为主且第一振型接近直线（见图1.3.2）时，该类结构的地震反应可采用底部剪力法。 1） 底部剪力法的计算 1EKFGq （1.3.5） 式中 1——对应于结构基本自珍周期的水平地震影响系数 G——结构的总重力总荷载代表值 q——为高振型影响系数，经过大量计算结果统计分析表明， 当结构体系各质点质量和层高大致相同时，
有：3(1) 2(21) nqn  对于单自由度体系。q=1；对于多自由度体系，取0.75~0.9，《抗震规范》取0.85. 2） 水平地震作用分布图1.3.2简化的第一振型 根据底部剪力法的适用条件，结构第一振型为主且接近直线，即任意质点的第一振型位移与其所处高度成正比。则可推得各质点水平地震作用：
1 ii iEKn k k kGHFFGH   （1.3.6） 1.3.3 动力时程分析方法 动力时程分析方法是将结构作为弹性或弹塑性振动系统，建立振动系统的运动微分方程，直接输入地面加速度时程，对运动微分方程直接积分，从而获得振动体系各质点的加速度、速度、位移和结构内力的时程曲线。时程分析方法是完全动力方法，可以得出地震时程范围内结构体系各点的反应时间历程，信息量大，精度高；但该法计算工作量大，且根据确定的地震动时程得出结构体系的确定反应时程，一次时程分析难以考虑不同地震时程记录的随机性。 时程分析方法分为振型分解法和逐步积分方法两种。振型分解法利用了结构体系振型的正交性，但仅适用于结构弹性地震反应分析；而逐步积分方法既适用于结构弹性地震反应分析，也适用于结构非弹性地震反应分析。 结构时程分析时，需要解决结构力学模型的确定、结构或构件的滞回模型、输入地震波的选择和数值求解方法的确定。 1） 结构的力学模型 结构动力时程分析模型可以分为材料层次的实体分析模型和构件层次的简化分析模型。材料层次的实体分析模型以结构中各材料的应力-应变关系曲线为基础，而构件层次的简化分析模型以构件的力-变形关系曲线为基础。