第1章 结构抗震基本知识
学习目的:了解地震的主要类型及其成因;了解地震波的运动规律;掌握震级、地震烈度、基本烈度等术语;了解地震动的三大特性及其规律;了解地震动的竖向分量、扭转分量及其震害现象;掌握建筑抗震设防分类、抗震设防目标和两阶段抗震设计方法;了解多遇地震烈度和罕遇地震烈度的确定方法;了解基于性能的抗震设计的基本思想。
教学要求:通过地震及其成因、地震波运动规律、地震动三大特性、“三水准两阶段”设计方法、若干的地震工程术语等的介绍和分析,建立结构抗震的基本概念,提高对工程结构抗震重要性的认识。
1.1 地震基本知识
1.1.1 地球的构造
地球是一个平均半径约6400km的椭圆球体。由外到内可分为三层:*表面的一层是很薄的地壳,平均厚度约为30km;中间很厚的一层是地幔,厚度约为2900km;*里面的为地核,其半径约为3500km。
地壳由各种岩层构成。除地面的沉积层外,陆地下面的地壳通常由上部的花岗岩层和下部的玄武岩层构成;海洋下面的地壳一般只有玄武岩层。地壳各处厚薄不一,约为5—40km。世界上绝大部分地震都发生在这一薄薄的地壳内。
地幔主要由质地坚硬的橄榄岩组成。由于地球内部放射性物质不断释放热量,地球内部的温度也随深度的增加而升高。从地下20km到地下700km,其温度由大约600℃上升到2000℃。在这一范围内的地幔中存在着一个厚约几百公里的软流层。由于温度分布不均匀,就发生了地幔内部物质的对流。另外,地球内部的压力也是不均衡的,在地幔上部约为900MPa,地幔中间则达370000MPa,地幔内部物质就是在这样的热状态下和不均衡压力作用下缓慢地运动着,这可能是地壳运动的根源。到目前为止,所观测到的*深的地震发生在地下700km左右处,可见地震仅发生在地球的地壳和地幔上部。
地核是地球的核心部分,可分为外核(厚2100km)和内核,其主要构成物质是镍和铁。据推测,外核可能处于液态,而内核可能是固态。
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