強(qiáng)地震動觀測和數(shù)據(jù)處理

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1、課程內(nèi)容地震動的觀測和數(shù)據(jù)處理地震動工程特征和地震動衰減人造地震動和地震動數(shù)值模擬工程結(jié)構(gòu)地震破壞的基本經(jīng)驗(yàn)和主要工程對策工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)地震動，工程抗震設(shè)計(jì)的基本原則和一般要求工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法1：地震作用、彈性抗震設(shè)計(jì)譜工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法2：非彈性抗震設(shè)計(jì)譜工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法3：分析方法、抗震理論、抗震驗(yàn)算地震動觀測和數(shù)據(jù)處理GroundMotionObservationandDataProcessing教師：李爽hit.lishuang@gmail.com2021年7月16日2Fore

2、ngineeringpurposesthetimevariationofgroundaccelerationisthemostusefulwayofde?ningtheshakingofthegroundduringanearthquake.3單自由度結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對地面的位移結(jié)構(gòu)的阻尼比，一般取0.05結(jié)構(gòu)的圓頻率地面的加速度時程4記錄的可行性1999.9.21臺灣Chi-Chi地震中一學(xué)校記錄位移？52008.5.12汶川地震中豐收水庫壩體主震縱向裂縫6數(shù)學(xué)上的思考當(dāng)函數(shù)用離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示時（地震動就是

3、一例），微分一般會產(chǎn)生誤差放大，而積分則不會產(chǎn)生精度上的損失7地震動觀測的意義強(qiáng)震觀測可為震后快速評估和抗震救災(zāi)服務(wù)。利用數(shù)字強(qiáng)震觀測網(wǎng)的實(shí)時性，在地震發(fā)生后可迅速給出各觀測地點(diǎn)的觀測結(jié)果，進(jìn)而定量的給出監(jiān)視地區(qū)的地震活動強(qiáng)度，為及時和有效的組織抗震救災(zāi)，乃至建立大震應(yīng)急系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。烈度：指某一區(qū)域內(nèi)地表和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。一次地震由于地點(diǎn)的不同，會出現(xiàn)多種不同的烈度。81999.9.21臺灣Chi-Chi地震，所繪制的烈度等震線與加速度等值線大體相一致9地震動觀測的意義強(qiáng)震觀

4、測可為抗震設(shè)防服務(wù)。強(qiáng)震記錄是重大工程、建構(gòu)筑物抗震設(shè)防的依據(jù)。強(qiáng)震數(shù)據(jù)是確定地震動衰減規(guī)律、震害預(yù)測、研究場地的土層反應(yīng)、進(jìn)行地震危險性分析和地震區(qū)劃的基礎(chǔ)。設(shè)置于工程結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)震儀取得的強(qiáng)震激勵數(shù)據(jù)可用于分析結(jié)構(gòu)的抗震性能、對進(jìn)行結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測，為工程抗震加固和為類似的建構(gòu)筑物的抗震設(shè)計(jì)提供可參考的科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)。10地震動觀測的意義強(qiáng)震觀測資料可為地震學(xué)基礎(chǔ)研究服務(wù)。如用于研究震源模型、震源參數(shù)、發(fā)展機(jī)理、地震波動傳播規(guī)律等、特別是對近斷層地面運(yùn)動和震源破裂過程細(xì)節(jié)的研究起著非常重要的作用。Sha

5、kemapofthe8.0magnitudeearthquakeinSichuan,ChinaonMay12,20081112如果沒有強(qiáng)震觀測及其所取得的科學(xué)資料，談不上現(xiàn)代地震工程學(xué)的發(fā)展地震工程之所以能成為一門定量的科學(xué)是和強(qiáng)震觀測的成果分不開的。為地震和工程抗震措施等相關(guān)方面提供定量數(shù)據(jù)依據(jù)。地震中不斷發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象促使了新規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，成為不斷推動地震工程研究發(fā)展的重要推動力。檢驗(yàn)從抗震研究實(shí)踐中總結(jié)出來的認(rèn)識、理論和辦法是否符合實(shí)際，從而加深人們對于地震和抗震客觀規(guī)律的認(rèn)識。13地震動觀測一、地震

6、動觀測對抗震理論的貢獻(xiàn)二、觀測設(shè)備三、地震動觀測臺站和臺陣四、目前的一些情況14一、地震動觀測對抗震理論的貢獻(xiàn)（1）為抗震理論進(jìn)入反應(yīng)譜階段提供了必要數(shù)據(jù)--在反應(yīng)譜概念的產(chǎn)生、反應(yīng)譜的建立、反應(yīng)譜統(tǒng)計(jì)的相關(guān)研究方面起了重要作用。15靜力理論階段（20世紀(jì)10-40年代）剛?cè)嶂疇帲▌傂赃€是柔性結(jié)構(gòu)有利于抗震？）剛性理論代表：佐野利器、武藤青柔性理論代表：真島建三郎反應(yīng)譜理論階段（20世紀(jì)40-80年代）1941年Biot等提出反應(yīng)譜1953年Housner建立反應(yīng)譜理論1960年Veletsos和New

7、mark建立非線性反應(yīng)譜Prof.GeorgeW.Housner(1910-2008)NathanM.Newmark(1910–1981)AnestisS.Veletsos(1927–)16基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論（20世紀(jì)90年代-至今）1994年美國Northridge地震，1995年日本Kobe地震后，美國學(xué)者提出以變形為控制指標(biāo)（原來的都是以強(qiáng)度作為控制），兼顧多種其他指標(biāo)（能量、損傷、傷亡、經(jīng)濟(jì)損失，等）17（2）為研究地震動的特征提供定量數(shù)據(jù)--定性的認(rèn)識極其重要，比如抗震中的概念設(shè)計(jì)。但是如

8、果缺少量的概念，就很粗糙。只有在定性和定量兩個方面均有一定的認(rèn)識后，才能對一個問題有較為全面的把握，才能從經(jīng)驗(yàn)性的認(rèn)識上升為科學(xué)的解釋。（3）了解結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)、進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)--彈性和非彈性反應(yīng)譜特征、地震動衰減規(guī)律、工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的定量計(jì)算、試驗(yàn)的地震輸入。18二、觀測設(shè)備公元132年19制造原理？20三、地震動觀測臺站和臺陣臺站震源機(jī)制臺陣傳播效應(yīng)臺陣局部效應(yīng)臺陣結(jié)構(gòu)反應(yīng)臺陣地震動密集臺陣地下地震動臺陣區(qū)域地震動臺陣特殊地震動臺陣21臺