跳轉到內容

抗震效能

Add links
25% developed
來自華夏公益教科書，開放的書籍，為一個開放的世界

這本華夏公益教科書是關於抗震效能（或地震可持續性），它代表建築或土木工程結構在將地震風險限制在可接受水平的情況下，執行其基本運營功能的能力。抗震效能可以被認為是地震工程的首要目標[1]，它關注於保護社會、自然環境和人造環境免受地震災害。[2]

振動臺測試一個普通的建築模型（左）與基礎隔震的建築模型（右）。[3]
救援隊在2011年3月25日地震和海嘯後搜尋日本。
地震防護器：動畫測試。

引言

[編輯 | 編輯原始碼]

對於任何特定的結構物和地震強度，抗震效能並非普遍適用。它取決於特定型別的挑戰：例如，土壤條件、地震的3D方向、海嘯發生的可能性及其強度等。

從技術上講，地震工程是研究建築物和結構在地震荷載作用下的行為。為了提供它們的抗震效能，結構工程師應該

  • 瞭解建築物或土木基礎設施與地面的相互作用。
  • 預測強地震對城市地區和土木基礎設施的潛在影響。
  • 設計、建造和維護結構，以在地震暴露下達到預期並符合建築規範[4]。

一個抗震效能良好的結構不必非常堅固或昂貴。它只需要能夠承受地震影響，同時保持可接受的損傷程度。

提高建築物和結構抗震效能最有效和最經濟的手段是振動控制技術，特別是基礎隔震。[5]

地震荷載

[編輯 | 編輯原始碼]
卡爾·布留洛夫的龐貝末日。

地震荷載是地震工程的基本概念之一，它指的是地震產生的震動作用於建築物或其他結構。它發生在結構與地面[6]，或與相鄰結構[7]，或與海嘯產生的重力波[8]的接觸表面。地震荷載是抗震效能的主要挑戰，它主要取決於

  • 預計的地震在現場的引數
  • 現場的地質引數
  • 結構的引數
  • 預計的海嘯產生的重力波的特徵（如果適用）。

古代建築師認為地震是神靈憤怒的結果（例如，在希臘神話中，主要的“地震者”是波塞冬），因此人類無法抵抗。然而，隨著工程知識的進步，建築師和工程師在建造具有適當抗震效能的結構方面取得了長足進步。

地震模擬

[編輯 | 編輯原始碼]

地震模擬是指具有真實地震事件基本特徵的振動輸入。最早的地震模擬是透過在建築物的數學模型上靜態施加一些基於標稱峰值地面加速度的水平慣性力來實現的。隨著計算技術的進一步發展，靜態方法開始讓位於動態方法。

地震模擬時程“錐”。[9]

對建築物和非建築物結構的動態實驗可以是物理的，如振動臺測試，或虛擬的，或混合的。在所有情況下，為了驗證結構的預期抗震效能，研究人員更喜歡處理所謂的“即時時程”，儘管後者對於由建築物或某些特定研究要求定義的假設地震來說不可能是“真實的”。

因此，有強烈的動力去進行地震模擬，例如，左側所示的地震模擬位移時程錐[10]。

地震模擬已廣泛應用於由喬治·E·布朗地震工程模擬網路 (NEES) 支援的研究中[11]。

有時，地震模擬被理解為強地面震動[12]區域性影響的再現。

抗震效能

[編輯 | 編輯原始碼]

抗震效能是指結構在特定地震暴露期間和之後維持其應有功能（例如，安全性和適用性）的能力。通常，如果結構沒有因部分或完全倒塌而危及結構內或周圍人員的生命和安全，則認為該結構是安全的。如果結構能夠執行其設計的功能，則認為它是可用的。

1994年北嶺地震中倒塌的停車場結構[13]

地震工程的基本概念，在主要建築規範中得到實施，假定建築物應該能夠在地震中倖存下來（最強大的預期地震），儘管會部分損壞。與人體進行類比，它將發生關節脫位、肋骨骨折、脊柱損傷和牙齒脫落，但仍然存活，因此根據規範性建築規範，情況尚可。這種情況是地震工程技術中應用任何結構創新，特別是應用最有效的基礎隔震品牌的主要障礙。

日本新潟日本的相鄰建築展示了不同的抗震效能（1964年）。

然而，基於效能的設計方法已經存在並應用於地震工程研究。其中一些方法，用於評估或比較預期地震效能或進行地震效能分析，使用層級效能評級R作為主要標準[14]，而地震效能比（SPR）則用於對建築物的抗震效能進行相當準確的預測，直至其達到嚴重損傷狀態[15]。

無論如何，用未來的效能規範取代現行的規定性設計標準並非易事：大多數設計師會不願意接受任何額外的法律義務。

地震效能評估

[edit | edit source]

地震或抗震效能評估是一種正式程式，用於量化與特定地面震動下單個建築物直接損傷相關的實際或預期抗震效能。

日本振動臺破壞性測試的快照[16]
兩個12層建築模型的併發計算測試圖表[17]。

最好的方法是將模擬建築結構的模型放在模擬地震的振動臺上，並觀察接下來可能發生的事情（如果你沒有時間站在外面等待真實地震發生，這被稱為現場測試）。這種型別的實驗早在百年前就已經開始進行了。另一種方法是分析評估地震效能。

最早的地震模擬是透過基於比例峰值地面加速度，將一些水平慣性力靜態地應用於建築物的數學模型來進行的。隨著計算技術的進一步發展，靜態方法開始讓位於動態方法。

傳統上，數值模擬和物理測試是分離進行的。所謂的混合測試系統利用物理測試和計算測試相結合的快速並行分析[18]。

維基百科共享資源包含與：併發測試相關的媒體。

併發效能測試

[edit | edit source]

併發效能測試是一種有效且令人信服的驗證新抗震建築技術的方法[19]。它可能包括兩個或多個結構物在相同條件下進行的物理[20]和虛擬測試，模擬地震型別的激勵。例如，請參見下面所示的影像。

  • PrintScreens of concurrent computer models animations.
    併發計算機模型動畫的螢幕截圖。
  • Comparative shake-table testing of two models.[21]
    兩個模型的比較振動臺測試[21]。

地震效能模擬

[edit | edit source]

地震或抗震效能模擬旨在研究地震對建築結構的影響，是一種無需實際發生就能看到事情發生的實用方法。一些研究機構專門致力於地震效能模擬，例如喬治·E·布朗二世地震工程模擬網路或NEES。

物理地震效能模擬

[edit | edit source]

最好的方法是將結構放在模擬地震荷載的振動臺上，並觀察接下來可能發生的事情（當然，如果你沒有時間站在外面等待真實地震發生）。最早的這類實驗是在一個多世紀前進行的[22]

維基百科共享資源包含與：地震效能模擬相關的媒體。

計算地震效能模擬

[edit | edit source]

另一種方法是分析評估抗震效能。最早的地震模擬是透過基於比例峰值地面加速度，將一些水平慣性力靜態地應用於建築物的數學模型來進行的。隨著計算技術的進一步發展，靜態方法開始讓位於動態方法[23]。

地震效能分析

[edit | edit source]

地震效能分析是地震工程的一種智力工具，它將複雜的問題分解成更小的部分，以便更好地瞭解建築物和非建築結構的抗震效能。作為正式概念，該技術是最近才發展起來的。一般來說，抗震分析基於結構動力學方法。幾十年來，抗震分析最突出的工具一直是地震反應譜方法，它也為當今提出的建築規範概念做出了貢獻[24]。

然而，這些反應譜主要適用於單自由度結構系統。應用於抗震效能圖表[25]的數值逐步積分被證明是多自由度結構系統更有效的方法，該系統具有嚴重的非線性，並且在地震型別的運動學激勵或地震模擬[26][27]下經歷了實質性的瞬態過程。

地震工程研究

[edit | edit source]

地震工程研究是指旨在發現和科學解釋地震工程相關事實、根據新發現修訂傳統概念以及將已發展理論應用於實踐的現場和分析調查或實驗。

NEEShub演示快照，普渡大學[28]。

美國國家科學基金會 (NSF) 是美國政府主要支援地震工程所有領域的基礎研究和教育的機構。它特別關注結構系統設計和效能提升的實驗、分析和計算研究。

喬治·E·布朗二世地震工程模擬網路或NEES是由國家科學基金會建立的[29]，旨在為研究人員提供工具，讓他們瞭解地震和海嘯如何影響建築物、橋樑、公用事業系統以及民用基礎設施的其他關鍵組成部分[30]。

美國地震工程研究院 (EERI) 是地震工程研究相關資訊傳播的領導者，在美國和全球範圍內都具有影響力。

在世界各地地震工程模擬實驗設施中可以找到世界各地地震工程研究相關振動臺的完整列表。其中最著名的是日本的E-Defense振動臺[31]。

世界各地主要的地震工程研究活動主要與以下中心相關聯

抗震振動控制

[編輯 | 編輯原始碼]

抗震振動控制是指旨在減輕建築物和非建築結構的地震影響的一系列技術手段[32]，以實現其目標的抗震效能[33]。所有抗震振動控制裝置都可以分為被動、主動或混合[34]，其中

  • 被動控制裝置在裝置、結構構件和地面之間沒有反饋能力；
  • 主動控制裝置包含在地面上的即時記錄儀器，並與結構中的地震輸入處理裝置和執行機構整合在一起；
  • 混合控制裝置結合了主動和被動控制系統的特性。[35]
    具有多頻靜音建築系統的高層建築。[36]

當地面地震波向上到達建築物的基礎並開始穿透時，由於反射，它們的能量流密度會急劇下降：通常下降到 90%。但是，在強震期間，入射波的剩餘部分仍然具有巨大的破壞潛力。

地震波進入上部結構後，可以透過多種方式對其進行控制，以減輕其破壞性影響並提高建築物的抗震效能，例如

  • 將波能分散到更寬的頻率範圍內[38]，[39]；
  • 利用所謂的調諧質量阻尼器[40]來吸收整個波頻率帶的共振部分。

最後一種裝置分別縮寫為 TMD（針對調諧（被動））、AMD（針對主動）和 HMD（針對混合質量阻尼器），在過去四分之一個世紀裡，一直在高層建築中（主要是在日本）進行了研究和安裝。

為了擴大遮蔽的強迫頻率範圍，開發了多頻靜音建築系統 (MFQBS) 概念[41]。

然而，還有另一種方法：部分抑制地震能量流入上部結構，稱為地震隔離或基礎隔震。

為此，在建築物基礎的所有主要承重構件中或下方插入一些墊子，這些墊子應該能夠有效地將上部結構與其位於震動地面上的下部結構分離。使用基礎隔震原理來保護地震的第一份證據是在帕薩加德發現的，這是古代波斯（現在的伊朗）的一個城市：可以追溯到公元前 6 世紀[42]。

基礎隔震

[編輯 | 編輯原始碼]
加州州立北嶺大學對兩個建築模型進行了振動臺試驗。右邊那個安裝了基礎隔震裝置[3]。

基礎隔震或抗震隔震是指在建築物的基礎上安裝的一系列特殊裝置，以實現建築物與震動地面的分離，從而提高其抗震效能[43]。

從一開始，基礎隔震理論就建立在兩個支柱上：重阻尼和頻率分離。不幸的是，沒有人注意到重阻尼實際上是下部結構和上部結構之間的一種強連線，並且使用這種連線來分離它們的思想毫無用處[44]。無論如何，現在可以獲得一些線上幫助來虛擬測試任何基礎隔震設計概念[45]。

基礎隔震系統包括隔震單元（有或沒有隔震構件），其中

1. 隔震單元是基礎隔震系統的基本組成部分，它對建築結構提供了上述的分離效果。

2. 隔震構件是隔震單元與建築物其他部分之間的連線，自身沒有分離效果。

以下是一些著名的基礎隔震建築

  • Pasadena City Hall, California, U.S.
    美國加州帕薩迪納市政廳
  • San Francisco City Hall, California, U.S.
    美國加州舊金山市政廳
  • Salt Lake City/County Building, Utah, U.S.
    美國猶他州鹽湖城/縣政府大樓
  • The Cathedral of Our Lady of the Angels, Los Angeles, CA
    美國加州洛杉磯天使聖母主教座堂

抗摩擦和多級基礎隔震

[編輯 | 編輯原始碼]

抗摩擦和多級基礎隔震 (AF&MS BI)，也稱為衝擊避震器，是一種相對較新的抗震振動控制型別。儘管幾千年前就進行了第一次嘗試將建築物與潛在震動的地面隔離開來，但抗震隔震的現代概念（柔性安裝 + 阻尼）對於地震工程來說是陌生的：它不是繼承的，而是從機械工程中借鑑來的[46]。

]儘管該概念在各種車輛中都能完美運作，但在抗震隔震中，一切並不順利，因為這兩種情況下的條件非常不同。

衝擊避震器在洛杉磯一家博物館的振動臺上執行，

例如，在汽車中，汽車零件的工作應力遠低於其極限承載能力。因此，與重阻尼相關的某些超載在這裡並不重要。另一個問題是建築結構：在強震期間，它旨在以接近坍塌的水平進行，因此任何額外的東西都可能對其安全至關重要。

但是，這些基礎隔震器的矛盾阻尼機制存在一種替代方案。可以在最大程度地減小阻尼並將它的積極的減輕質量替代為任何滿足以下要求的調諧消除機制中找到它

  • 讓地球以它自己的方式移動。
  • 防止共振放大。
  • 將結構恢復到其在地基上的震前位置。

如果建築物支撐在理想的隔震系統上，那麼震動的是地球，而不是建築物本身。任何試圖減少上部結構相對於基礎的相對位移的嘗試都將不可避免地導致更多的地震能量傳到建築物中。

這個新概念體現在衝擊避震器中，或者，它也是抗摩擦和多級基礎隔震 (AF&MS BI) 的體現，它融合了傳統柔性安裝的優點，但沒有其缺點 - 強制阻尼機制[47]。

地震防護器

[編輯 | 編輯原始碼]
18 層模型安裝在地震防護器上。

地震防護器是一種基礎隔震裝置，旨在保護建築物和非建築結構免受強震可能造成的破壞性橫向衝擊[48]。

有時在振動控制技術中（特別是在基礎隔震裝置中）採用的重阻尼機制可以被視為抑制振動並增強建築物抗震效能的寶貴來源。但是，對於像基礎隔震結構這樣非常柔性的系統，它具有相對低的承載剛度，但阻尼很高，所謂的“阻尼力”可能會在強震中成為主要的推動力量[49]。這一發現為地震工程中的一種無阻尼基礎隔震技術奠定了理論基礎，該技術被稱為地震防護器[50]。

六層建築模型放置在抗震保護裝置上的振動臺測試。

兩個相同且運動學上等效於其 12 層原型建築模型的併發振動臺實驗的振動臺視頻在[51]中呈現。那裡的右側模型位於抗震保護裝置上，而左側模型在墜毀時被固定在振動臺平臺上。

稱為EPET或地震效能評估工具的分析軟體，可在相同的建築模型上進行併發虛擬實驗，包括任何型別的滑移式基礎隔震，包括抗震保護裝置，以及不包括。

高架建築基礎

[edit | edit source]
加利福尼亞州格倫代爾的市政服務大樓[52]底部檢視，坐落在其高架建築基礎的橋臺上

高架建築基礎 (EBF) 是一種抗震基礎隔震技術，它構成了建築上部結構的主要部分[53]。它旨在保護建築的上部結構免受地震引起的震動造成的損壞。

加利福尼亞州格倫代爾的市政服務大樓，經過抗震改造

可以透過合適的建築材料、尺寸和 EBF 設定，以及建築工地和當地土壤條件來實現這一目標。

由於多次波反射和衍射，以及地震波向上穿過 EBF 時能量的耗散，進入建築上部結構的任何地震波能量運動都會減少，從而降低地震荷載並提高結構的抗震效能[54]。

換句話說，因為建築物坐落在高架建築基礎上，所以它不會震動太多，並且可能會受到地震的破壞更少。

摩擦擺支座

[edit | edit source]
摩擦擺支座的振動臺測試。[55]

摩擦擺支座 (FPB)[56] 是摩擦擺系統 (FPS) 的另一個名稱。它基於三個概念支柱[57]

  • 鉸接摩擦滑塊；
  • 球形凹形滑動面；
  • 用於橫向位移約束的封閉圓柱體。

右側顯示了支援剛性建築模型的 FPB 系統的振動臺測試的影片剪輯連結的快照。

簡單滾珠軸承

[edit | edit source]
抗震建築緩衝器 - 爆炸檢視。[58]

簡單滾珠軸承或抗震建築緩衝器 [59] 是一種簡化的基礎隔震裝置，稱為抗震保護裝置，旨在保護各種建築和非建築結構免受強震橫向衝擊的潛在破壞[60]。

這種金屬軸承支撐可以在採取某些預防措施的情況下，作為抗震隔震器，用於摩天大樓和軟土地基上的建築物。最近，它被用於日本東京的一個住宅綜合體（17 層）的金屬滾珠軸承[61]。

幹砌石牆控制

[edit | edit source]
秘魯馬丘比丘太陽神廟的幹砌石牆

印加文明的人民是拋光幹砌石牆的大師，稱為石砌，其中石塊被切割成緊密地拼合在一起，沒有任何砂漿。印加人是世界上最優秀的石匠之一[62]，他們的石工中的許多連線非常完美，甚至草葉也無法插入石頭之間。

秘魯是一個高度地震的地區，幾個世紀以來，無砂漿的建築顯然比使用砂漿更抗震。印加人建造的幹砌石牆的石頭可以稍微移動並重新安置，而不會倒塌，這應該被認為是一種巧妙的被動振動控制技術，它同時運用了能量耗散原理和抑制共振放大原理[63]。

建築物高程控制

[edit | edit source]
加利福尼亞州舊金山的泛美金字塔大廈。

建築高程控制是地震荷載振動控制的寶貴來源。因此，金字塔形摩天大樓繼續吸引著建築師和工程師的注意，因為這種結構承諾具有更好的抗地震和抗風穩定性。

此外，由於高程配置可以將剪下波能量分散到很寬的頻率範圍內，因此可以防止建築物的共振放大。

普通建築模型（左）和具有垂直控制模型（右）的振動臺測試。[64]

高程配置的抗震或抗風能力是由垂直傳播的剪下波的多次反射和透射的特定模式提供的，這些波是由層層不均勻的分解和錐度產生的。任何傳播波速度的突然變化都會導致能量在很寬的頻率範圍內發生相當大的分散，從而防止建築物發生共振位移放大。

建築物的錐形輪廓不是這種結構控制方法的強制性特徵。透過對建築結構的其他特性（即質量和剛度）進行適當的錐度，也可以獲得類似的防止共振效應[65]。因此，建築高程配置技術允許既美觀又實用的建築設計。

地震阻尼

[edit | edit source]

當地震波開始穿透建築結構的底部時，地震阻尼器可以減輕其破壞作用並提高建築物的抗震效能[35]。

滯後阻尼器

[edit | edit source]

滯後阻尼器旨在以地震荷載能量耗散為代價，提供比傳統結構更好的更可靠的抗震效能[66]。用於此目的的滯後阻尼器主要分為四類，即

  • 流體粘性阻尼器 (FVDs)
  • 金屬屈服阻尼器 (MYDs)
  • 粘彈性阻尼器 (VEDs)
  • 摩擦阻尼器 (FDs)

每種阻尼器都具有特定的特性、優點和缺點，適用於結構應用。

鉛橡膠支座

[edit | edit source]
加利福尼亞州聖地亞哥 UCSD Caltrans-SRMD 設施正在測試 LRB

鉛橡膠支座或LRB是採用重型地震阻尼器特性的基礎隔震混合體。它是由紐西蘭人威廉·羅賓遜發明的。[67] 重型阻尼機制被納入振動控制技術，特別是在基礎隔震裝置中，通常被認為是抑制振動的寶貴來源，從而提高建築物的抗震效能。然而，對於諸如基礎隔震結構之類的相當柔軟的系統，其承載剛度較低，但阻尼較高，所謂的“阻尼力”可能會在強地震時成為主要的推動力量。影片[68]展示了加州大學聖地亞哥分校Caltrans-SRMD設施中對鉛橡膠支座的測試。支座由帶有鉛芯的橡膠製成。這是一項單軸測試，其中支座也承受著全部結構荷載。在紐西蘭和其他地方，許多建築物和橋樑都受到鉛阻尼器以及鉛橡膠支座的保護。[67]

帶阻尼器彈簧基礎隔震器

[edit | edit source]
帶阻尼器彈簧。

帶阻尼器彈簧基礎隔震器安裝在加州聖莫尼卡一座三層聯排別墅的下方，這是1994年北嶺地震發生前拍攝的照片。它是一種基礎隔震裝置，在概念上類似於鉛橡膠支座。

這兩座三層聯排別墅中的一座，其樓層和地面都配備了用於記錄垂直和水平加速度的儀器，在1994年北嶺地震中遭受了強烈震動，但倖存下來，並留下了寶貴的記錄資訊，供進一步研究。[69] 就平均峰值加速度而言，該建築當時比其未隔震的理論對應物表現差了21%。

調諧質量阻尼器

[edit | edit source]
臺北101大樓中的調諧質量阻尼器。

通常，調諧質量阻尼器是一種地震振動控制技術[70]，它們是安裝在摩天大樓或其他結構上的巨大混凝土塊，透過某種彈簧機構，與結構的共振頻率振動相反運動。

左側圖示的臺北101摩天大樓[71]需要抵禦其亞太地區常見的颱風和地震。為此，在結構頂部設計並安裝了一個重達660公噸的鋼製擺錘，用作調諧質量阻尼器。該擺錘懸掛在92層到88層之間，擺動以減少地震和強陣風引起的建築物橫向位移的共振放大。

抗震設計

[edit | edit source]

抗震設計基於經授權的工程程式、原則和標準，旨在為遭受地震的結構提供抗震效能。[72] 這些標準僅與當代關於結構抗震效能的知識相一致。[73] 因此，完全按照抗震規範進行的建築設計並不能保證安全，無法防止倒塌或嚴重損壞。[74]

抗震設計不佳的代價可能是巨大的。然而，抗震設計始終是一個嘗試和錯誤的過程，無論它是基於物理定律還是基於對不同形狀和材料的[wikiversity:[seismic performance|structural performance]]的經驗知識。

海地聯合國總部展示了2010年1月12日震動太子港的里氏里氏震級7級以上地震造成的破壞。

為了進行抗震設計、抗震分析或對新建和現有土木工程專案的抗震評估，工程師通常需要透過抗震原理考試[75]，在加州，考試內容包括

  • 地震資料和抗震設計標準
  • 工程系統的抗震特性
  • 地震力
  • 地震分析程式
  • 抗震細部設計和施工質量控制

為了構建複雜的結構系統，[76] 抗震設計在很大程度上使用與任何非抗震設計專案相同的相對較少的幾種基本結構元素（更不用說振動控制裝置了）。

通常，根據建築規範，結構被設計為“承受”其所在位置可能發生的特定機率範圍內最大地震。這意味著應透過防止建築物倒塌來最大限度地減少人員傷亡。

抗震設計是通過了解結構可能存在的破壞模式，併為結構提供適當的強度、剛度、延性，以及配置[77]，以確保這些模式不會發生。

抗震設計要求

[edit | edit source]

抗震設計要求取決於結構型別、專案所在地及其主管部門，這些部門規定了適用的抗震設計規範和標準。例如，加州交通部的要求被稱為抗震設計標準（SDC），旨在對加州新建橋樑進行設計，其中包含一種創新的基於抗震效能的方法。

在2011年日本福島第一核電站事故中，三座核反應堆因爆炸而受損。

SDC設計理念中最顯著的特徵是，從基於力的評估地震需求轉變為基於位移的評估需求和能力。因此，新採用的位移方法是基於將彈性位移需求與主要結構構件的非彈性位移能力進行比較，同時確保所有潛在塑性鉸位置處的非彈效能力都達到最小水平。

除了設計結構本身之外，抗震設計要求可能還包括對結構下方進行地面穩定：有時，受到強烈震動的地面會破裂，導致位於其上的結構倒塌。[78] 以下主題應引起高度重視：液化；擋土牆上的動態側向土壓力；地震斜坡穩定性；地震誘發沉降。[span>79]

核設施在發生地震或其他敵對外部事件的情況下不應危及安全。因此，其抗震設計應基於比非核設施[80]更為嚴格的標準。

抗震建築

[edit | edit source]

抗震建築是指實施抗震設計，使建築和非建築結構能夠在預期地震情況下，根據預期要求並遵守適用的建築規範而存活下來。

珠江新城塔的X型支撐結構的建造是為了抵禦任何地震和風的影響。

設計和施工密切相關。為了實現良好的施工質量，構件及其連線的細部設計應儘可能簡單。與一般施工一樣，抗震施工是一個根據可用建築材料對基礎設施進行建造、改造或組裝的過程。[81]

地震對建築物的破壞作用可能是直接的（地面的地震運動）或間接的（地震引起的滑坡、土壤液化和海嘯波浪）。

一個結構可能具有穩定的外觀，但在發生地震時卻毫無用處，只有危險。[82] 關鍵的事實是，為了安全起見，抗震施工技術與質量控制和使用正確的材料一樣重要。抗震承包商應在專案所在地的州註冊，並提供擔保和保險。

為了最大限度地減少可能的損失，建築施工過程應考慮到地震可能在施工結束前的任何時間發生。

每個建築專案都需要一支合格的專業團隊，他們需要了解不同結構抗震效能的基本特徵以及施工管理。

抗震效能量化

[編輯 | 編輯原始碼]

層間位移效能評級 R [83] 可以用作抗震效能的基本指標：R = v/ve，其中 v 是實際或計算出的層間位移，ve 是假定彈性變形極限時的位移 [84]。R 的最終允許值發生在 R = Rw = vu/ve 時，其中 質量因子 Rw 被理解為結構在不發生倒塌的情況下所能承受的最終允許層間位移 vu 與最大彈性層間位移 ve 的比率。

稱為 抗震效能比率 的比率 R/Rw 控制著預計的地震造成的損失。它不是唯一可能的衡量抗震效能的指標。然而，在大多數情況下，它是最重要的指標，它決定著 破壞率 D.R.。

如何將物質損害與經濟損失聯絡起來可能是一個單獨的話題。與此同時，作為第一級的近似值，以下公式可能適用：D.R. = 0.3 (R/Rw) 100 %。該公式表明，當 R/Rw（當前建築標準的真即時刻：需求 等於 極限承載力）時，D.R. = 30%。當 R 值達到 1.5 Rw 時，建築物的損失接近其重置價值。

此外，還有 破壞率圖表法，該方法基於一致的定量分析，目標是預測 破壞率，並採用數量有限的、易於理解的結構和地震相關引數。 [85] 它在標準結構設計程式和保險公司要求的預期損壞特徵之間建立了直接的理論關係。

EPETO

[編輯 | 編輯原始碼]
EPETO [4] 動畫截圖。

EPETO 或 地震效能評估線上工具 [5] 是一個教育性地震工程網際網路網站，旨在促進潛在使用者的使用並擴充套件各種建築物、地震暴露和抗震控制裝置的型別，以便確定這些建築物的抗震效能。它已於 2010 年 7 月至 8 月成功測試，現已準備好在沒有任何限制的情況下供公眾使用。可以透過點選EPETO：執行場景訪問該專案。

該網站是最近研究（NSF 授予編號：CMS-0618183）的延續 [6]，該研究催生了名為 地震效能評估工具 或 EPET 的創新軟體的非商業釋出 [7]。

另請參閱

[編輯 | 編輯原始碼]

參考文獻

[編輯 | 編輯原始碼]
  1. ↑ Valentin Shustov (2012)，"抗震效能：關於地震工程的一些特徵"，http://nees.org/resources/4469/download/Seismic_fitness.pdf。
  2. ↑ Bozorgnia, Yousef; Bertero, Vitelmo V. (2004). 地震工程：從工程地震學到基於效能的工程. CRC 出版社. ISBN 978-0849314391.
  3. ↑ 地震保護器：振動臺碰撞測試
  4. ↑ Berg, Glen V. (1983). 抗震設計規範和程式. EERI. ISBN 0943198259.
  5. ↑ 透過地震保護器實現抗震可持續性
  6. ↑ 岩土地震工程入口網站
  7. ↑ 相鄰建築結構之間的地震撞擊
  8. ↑ 海嘯波傳播
  9. ↑ Valentin Shustov (1993)，"基礎隔震：新見解"，提交給 NSF 的技術報告編號 BCS-9214754。
  10. ↑ Valentin Shustov (2010)，"新型抗震基礎隔震器測試"，https://nees.org/resources/770。
  11. ↑ NEES：特別報告
  12. ↑ 國家預防中心的抗震模擬。
  13. ↑ 1994 年北嶺地震
  14. ↑ 抗震效能設計規範的新概念
  15. ↑ SGER：新型抗震基礎隔震器測試
  16. ↑ 日本坍塌影片
  17. ↑ EPET
  18. ↑ Valentin Shustov (2011)，"地震效能評估線上工具"
  19. ↑ SGER：新型抗震基礎隔震器測試
  20. ↑ 同時振動臺測試
  21. ↑ 抗震保護基礎
  22. ↑ Omori, F. (1900). 關於柱體斷裂和傾覆的地震實驗. 公佈的地震調查委員會，外文版，N.4，東京。
  23. ↑ Clough, Ray W.; Penzien, Joseph (1993). 結構動力學. 麥格勞-希爾. ISBN 0070113947.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  24. ↑ 抗震效能設計規範的概念
  25. ↑ 動態結構控制專案的效能圖表
  26. ↑ Valentin Shustov (2010)，"新型抗震基礎隔震器測試"，https://nees.org/resources/770。
  27. ↑ Valentin Shustov (2011)，"地震效能評估工具一"，https://nees.org/resources/epet1
  28. ↑ NEEShub - 現在有一箇中心
  29. ↑ 關於 NEES：特別報告
  30. ↑ 地震工程模擬網路
  31. ↑ "NIED 'E-Defence' 實驗室在三木市". 檢索於 2008 年 3 月 3 日.
  32. ↑ 振動控制影片
  33. ↑ 結構振動控制的基準
  34. ↑ http://physics-animations.com/Physics/English/spri_txt.htm
  35. ↑ a b Chu, S.Y.；Soong, T.T.；Reinhorn, A.M. (2005)。主動、混合和半主動結構控制。John Wiley & Sons。 ISBN 0470013524.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  36. ↑ 多頻地震/風靜音建築系統
  37. ↑ 滯後阻尼器
  38. ↑ 建築高度作為結構控制
  39. ↑ 地震工程：垂直配置控制
  40. ↑ 調諧質量阻尼器如何工作
  41. ↑ 多頻地震/風靜音建築系統
  42. ↑ Pasagradae to achieve the targeted
  43. ↑ 結構振動控制的基準
  44. ↑ 基礎隔震：承諾、設計和效能
  45. ↑ 地震效能評估工具線上
  46. ↑ 機械工程
  47. ↑ [1]
  48. ↑ Valentin Shustov (2010)，"新型抗震基礎隔震器測試"。
  49. ↑ [2]
  50. ↑ SGER：新型抗震基礎隔震器測試
  51. ↑ 地震保護器：震動臺碰撞測試
  52. ↑ 格倫代爾的市政服務大樓
  53. ↑ 用於建築結構抗震保護的架空基礎
  54. ↑ 架空建築基礎和地震保護器：被動結構控制的新功能。
  55. ↑ http://www.youtube.com/watch?v=cfl-VueWTGE&feature=PlayList&p=660C7AFD70E81C12&index=27
  56. ↑ http://www.youtube.com/watch?v=cfl-VueWTGE&feature=PlayList&p=660C7AFD70E81C12&index=27
  57. ↑ Zayas, Victor A.；等（1990）。一種簡單的擺錘技術來實現抗震隔震。地震頻譜。第 317 頁，第 6 卷，第 2 號。 ISBN 0087552930. {{cite book}}: Explicit use of et al. in: |author= (help)
  58. ↑ 抗震保護基礎
  59. ↑ 抗震保護建築緩衝
  60. ↑ 奧村公司實施的抗震隔離系統
  61. ↑ http://www.okumuragumi.co.jp/en/technology/building.html
  62. ↑ NOVA 直播活動。
  63. ↑ 復活節島的先驅
  64. ↑ 垂直建築配置控制
  65. ↑ 建築高度作為結構控制
  66. ↑ http://www.structuremag.org/OldArchives/2004/july/Structural%20Practices.pdf 抗震阻尼器：應用現狀
  67. ↑ a b http://www.teara.govt.nz/en/earthquakes/4
  68. ↑ http://www.youtube.com/watch?v=2yXgu4aS8HE
  69. ↑ 1994 年基礎隔震三層聯排別墅建築的效能總結
  70. ↑ 調諧質量阻尼器
  71. ↑ 臺北世界金融中心
  72. ↑ Lindeburg, Michael R.；Baradar, Majid (2001)。建築結構抗震設計。專業出版物。 ISBN 0943198232.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  73. ↑ Housner, George W.；Jennings, Paul C. (1982). 地震設計標準. EERI. ISBN 1888577525.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  74. ↑ http://nisee.berkeley.edu/bertero/html/earthquake-resistant_construction.html
  75. ↑ http://www.pels.ca.gov/applicants/plan_civseism.pdf
  76. ↑ Farzad Naeim 主編 (1989). 地震設計手冊. VNR. ISBN 0442269226. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
  77. ↑ Arnold, Christopher；Reitherman, Robert (1982). 建築配置與抗震設計. 約翰·威立父子出版公司。 ISBN 0471861383.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  78. ↑ http://es.youtube.com/watch?v=d316Wdgf16Y&feature=PlayList&p=F297EF2ADDEAD86C&index=63
  79. ↑ Robert W. Day (2007). 岩土地震工程手冊. 麥格勞-希爾. ISBN 0713778294. {{cite book}}: Check |isbn= value: checksum (help)
  80. ↑ 核電站和地震
  81. ↑ Robert Lark 博士主編 (2007). 橋樑設計、建造和維護. 托馬斯·泰爾福德. ISBN 0727735934. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
  82. ↑ http://www.msnbc.msn.com/id/24993357/
  83. ↑ 抗震效能設計規範的概念
  84. ↑ 建築設計規範和地震保險
  85. ↑ Shustov, V. (1997). 未來地震規範和地震保險，第 66 屆 SEAOC 年會論文集，加利福尼亞州聖地亞哥. SEAOC.
[編輯 | 編輯原始碼]

維基共享資源 有關以下內容的媒體：地震工程

取自“https://wikibook.tw/w/index.php?title=Seismic_Fitness&oldid=4441921”
華夏公益教科書