大连理工大学大作业
??摘要：本文围绕大连理工大学《工程抗震》课程展开，涵盖地震基础知识、地震作用计算方法、结构抗震设计原则与方法、工程抗震实例分析等内容。通过对相关知识的阐述与分析，旨在深入理解工程抗震的原理与实际应用，为保障建筑结构在地震中的安全性能提供理论支持与实践指导。
一、引言
地震作为一种极具破坏力的自然灾害，对人类的生命财产安全构成了严重威胁。在工程建设领域，如何使建筑物具备良好的抗震性能，是工程师们一直关注和研究的重要课题。大连理工大学的《工程抗震》课程系统地传授了工程抗震的相关知识，对于培养学生解决实际工程抗震问题的能力具有重要意义。
二、地震基础知识
（一）地震的成因
地震主要由地壳运动引起，板块之间的相互挤压、碰撞、错动等导致地壳岩石发生变形和破裂，释放出巨大的能量，从而引发地震波，造成地面震动。
（二）地震波
1.体波
纵波（P波）：传播速度最快，质点振动方向与波的传播方向一致，能使地面产生上下颠簸。
横波（S波）：传播速度次之，质点振动方向与波的传播方向垂直，使地面产生水平晃动，其破坏力相对较大。
2.面波
瑞利波：质点在垂直于波传播方向的平面内做椭圆运动，在地面上表现为滚动，对建筑物的破坏作用较强。
洛夫波：质点在与波传播方向垂直的水平方向上做水平振动，能引起建筑物的水平位移。
（三）地震震级与地震烈度
1.地震震级
反映地震释放能量的大小，震级每相差1.0级，能量相差约32倍；每相差2.0级，能量相差约1000倍。
2.地震烈度
表示地震对地面及建筑物影响和破坏的程度。我国采用12度烈度表，不同烈度下地面和建筑物的破坏特征不同。
三、地震作用计算方法
（一）静力法
1.原理
假定结构在地震作用下为刚体，不考虑结构的动力特性，将地震作用简化为作用在结构上的等效静力荷载，按静力平衡条件计算结构的地震作用效应。
2.适用范围
一般适用于高度较低、结构体型简单、质量和刚度分布比较均匀的结构，如单层工业厂房等。
（二）反应谱法
1.原理
基于大量地震记录，计算出单自由度弹性体系在地震作用下的最大反应（如加速度反应、位移反应等），并将这些反应按结构自振周期的不同绘制成曲线，即反应谱曲线。然后根据结构的自振周期，从反应谱曲线中查得相应的地震影响系数，进而计算结构的地震作用效应。
2.适用范围
广泛应用于各种类型的建筑结构，尤其是多自由度体系。我国现行抗震设计规范中采用反应谱法计算地震作用。
（三）时程分析法
1.原理
直接输入地震地面运动加速度时程曲线，通过数值积分方法求解结构在地震作用下的动力响应，得到结构各质点的位移、速度和加速度时程。
2.适用范围
对于特别重要的建筑、不规则的高层建筑、大跨空间结构等，应采用时程分析法进行补充计算，以更准确地评估结构的抗震性能。
四、结构抗震设计原则与方法
（一）抗震设计原则
1.小震不坏、中震可修、大震不倒
小震不坏：在多遇地震作用下，结构应保持弹性状态，不出现损坏。
中震可修：在设防烈度地震作用下，结构可能出现一定程度的损坏，但经一般性修理后仍可继续使用。
大震不倒：在罕遇地震作用下，结构虽有严重损坏，但不应倒塌或发生危及生命的严重破坏。
2.抗震设防分类
根据建筑物的重要性不同，将建筑物分为甲、乙、丙、丁四类，不同类别的建筑物采取不同的抗震设防标准。
（二）结构布置原则
1.平面布置
建筑物的平面形状应力求简单、规则、对称，减少凹凸变化。避免采用狭长、不规则的平面，以减少地震作用下的扭转效应。
质量和刚度分布应均匀，避免局部应力集中。
2.竖向布置
结构的竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。
沿竖向刚度变化不宜过大，避免刚度突变，可采用逐渐变化的刚度分布。
（三）结构抗震计算要点
1.多自由度体系的振动方程
采用牛顿第二定律建立多自由度体系在地震作用下的运动方程，考虑结构的质量、刚度和阻尼特性。
2.振型分解反应谱法
利用结构的振型分解原理，将多自由度体系的地震反应分解为各振型反应的叠加。根据反应谱确定各振型的地震作用，进而计算结构的地震作用效应。
3.结构抗震验算
包括承载力验算和弹性变形验算。承载力验算应满足地震作用下结构构件的承载能力要求；弹性变形验算应保证结构在多遇地震作用下的弹性变形不超过规定的限值，以防止非结构构件的破坏和人员的恐慌。
（四）结构抗震构造措施
1.钢筋混凝土结构抗震构造措施
框架结构：
梁、柱节点处应保证钢筋的正确锚固和连接，提高节点的抗震性能。
框架柱应加密箍筋，增强柱的抗剪能力和延