地震工程

地震工程是工程的一个跨学科分支，它在设计和分析建筑物和桥梁等结构时考虑到地震。其总体目标是使此类结构更抗震。地震（或地震）工程师的目标是建造不会在轻微震动中损坏的结构，并避免在大地震中造成严重损坏或倒塌。地震工程是通过将地震风险限制在社会经济可接受的水平来保护社会、自然环境和人造环境免受地震影响的科学领域。传统上，它被狭义地定义为研究结构和地质结构在地震荷载作用下的行为；它被认为是结构工程、岩土工程、地震工程的主要目标是：

• 预见强烈地震对城市地区和民用基础设施的潜在影响。
• 设计、建造和维护结构，使其在地震暴露时的性能达到预期并符合建筑规范。

适当设计的结构不一定必须非常坚固或昂贵。它必须经过适当设计，以承受地震影响，同时维持可接受的损坏水平。

地震载荷是指在结构（或地质结构）上施加地震产生的激励。它发生在建筑物与地面、相邻建筑物或海啸重力波的接触面上。地球表面给定位置的预期载荷是通过工程地震学估计的。它与该地点的地震危险性有关。

地震或抗震性能定义了结构在特定地震暴露时和之后维持其主要功能的能力，例如其安全性和适用性。如果结构不会因部分或完全倒塌而危及其内部或周围人员的生命和福祉，则通常认为该结构是安全的。如果一个结构能够实现其设计的操作功能，则可以认为它是可使用的。在主要建筑规范中实施的地震工程的基本概念假设建筑物应该通过承受重大破坏但不会发生全球倒塌，从而在罕见的、非常严重的地震中幸存下来。另一方面，它应该在更频繁但不太严重的地震事件中保持运行。

地震工程研究是指旨在发现和科学解释地震工程相关事实的现场和分析调查或实验，根据新发现修改传统概念，以及将已发展的理论付诸实践。美国国家科学基金会(NSF)是美国主要的政府机构，支持地震工程所有领域的基础研究和教育。特别是，它侧重于结构系统设计和性能增强的实验、分析和计算研究。地震工程研究所(EERI)在美国和全球传播地震工程研究相关信息方面处于xxx地位。全球地震工程研究相关振动台的最终清单可在全球地震工程模拟实验设施中找到。其中最突出的是现在日本的E-DefenseShakeTable。

地震振动控制是一套旨在减轻建筑和非建筑结构的地震影响的技术手段。所有地震振动控制装置可分为被动式、主动式或混合式，其中：

• 无源控制装置在它们、结构元件和地面之间没有反馈能力；
• 主动控制装置将地面上的实时记录仪器与地震输入处理设备和结构内的执行器结合在一起；
• 混合控制装置结合了主动和被动控制系统的特点。

当地面地震波到达并开始穿透建筑物的底部时，由于反射，它们的能量流密度会显着降低：通常高达90%。然而，大地震期间入射波的剩余部分仍然具有巨大的破坏潜力。地震波进入上层建筑后，有多种方法可以控制它们，以减轻其破坏作用，提高建筑物的抗震性能，例如：

• 用适当设计的阻尼器消散上层建筑内的波能；
• 在更广泛的频率范围内分散波能；
• 在所谓的质量阻尼器的帮助下吸收整个波频带的共振部分。

最后一种设备，相应地缩写为TMD表示调谐（无源），AMD表示有源，HMD表示混合质量阻尼器，已经研究并安装在高层建筑中，主要是在日本，四分之一一个世纪。然而，还有另一种方法：部分抑制流入上部结构的地震能量，称为地震或基础隔离。为此，将一些垫子插入建筑物底部的所有主要承载元件中或下方，这些垫块应将上部结构与其位于震动地面上的下部结构基本分离。使用基础隔离原理进行地震保护的xxx个证据是在古波斯（现伊朗）的城市帕萨尔加德（Pasargadae）发现的，其历史可以追溯到公元前6世纪。以下是当今地震振动控制技术的一些示例。

抗震设计基于授权的工程程序、原则和标准，旨在设计或改造受地震影响的结构。这些标准仅与地震工程结构知识的当代状态一致。因此，完全遵循抗震规范规定的建筑设计并不能保证不会倒塌或严重损坏的安全性。糟糕的抗震设计的代价可能是巨大的。然而，无论是基于物理定律还是基于对不同形状和材料的结构性能的经验知识，抗震设计始终是一个反复试验的过程。为了对新的和现有的土木工程项目进行抗震设计、抗震分析或抗震评估，工程师通常应该通过抗震原理考试，在加利福尼亚州，包括：

• 抗震数据和抗震设计标准
• 工程系统的地震特性
• 地震力
• 地震分析程序
• 抗震详图和施工质量控制

为了构建复杂的结构系统，抗震设计在很大程度上使用与任何非抗震设计项目相同的相对较少数量的基本结构元件（更不用说振动控制装置）。通常，根据建筑规范，结构的设计是为了承受在其位置可能发生的一定概率的xxx地震。这意味着应通过防止建筑物倒塌来xxx程度地减少生命损失。抗震设计是通过了解结构可能的失效模式并为结构提供适当的强度、刚度、延展性和配置来确保这些模式不会发生而进行的。

抗震施工是指实施抗震设计，使建筑和非建筑结构能够承受预期的地震暴露，达到预期并符合适用的建筑规范。设计和施工密切相关。为了实现良好的工艺，成员及其连接的详细信息应尽可能简单。与一般的任何建筑一样，地震建筑是一个过程，包括在可用的建筑材料的情况下建造、改造或组装基础设施。地震对建筑物的破坏作用可能是直接的（地面的地震运动）或间接的（地震引起的滑坡、土壤液化和海啸）。一个结构可能具有所有稳定性的外观，但在地震发生时却只提供危险。关键的事实是，为了安全，抗震施工技术与质量控制和使用正确的材料同样重要。地震承包商应在项目所在地的州/省/国家/地区注册（取决于当地法规），保税和投保。为了尽量减少可能的损失，施工过程中应牢记地震可能在施工结束前的任何时间发生。每个建设项目都需要一支合格的专业团队，了解不同结构抗震性能的基本特征以及施工管理。

地震损失估算通常定义为损坏率(DR)，它是地震损坏修复成本与建筑物总价值的比率。可能的xxx损失(PML)是用于估计地震损失的常用术语，但缺乏精确的定义。1999年，ASTME2026“地震中建筑物损坏性评估的标准指南”产生，以标准化地震损失估计的命名，以及建立审查过程和审查员资格的指南。地震损失估计也称为地震风险评估。风险评估过程通常涉及确定各种地面运动的概率以及建筑物在这些地面运动下的脆弱性或损坏。结果定义为建筑物重置价值的百分比。