某框架结构教学楼在静载和地震作用下的有限元分析(2)
本次毕业设计的主要任务是，仔细研究给出的实际工程图纸，在研读之后，根据实际尺寸，使用有限元商业软件ANSYS，经过学习与合理的简化，建立起较为符合工程实况的模型，并分析其在静载和地震作用下的特性，主要分析计算其应力、应变、内力以及变形等问题。静载主要考虑恒载和活载两种工况，而地震作用则通过模态分析、地震谱分析以及瞬态动力学对地震波的分析。经过计算分析得出一定的结论，从而对工程实际发挥一定的指导作用。
2 地震相关知识
地震是一种不可预测的自然灾害，具有突发性。前几年的时间里，中国国内发生过几次较大的地震，对整个国家和民族带来了巨大的损失。地震发生时，持续时间都比较短，但是，在这短暂的时间里，地震带来的震后破坏却非常的大。2008年的汶川大地震以及后来的玉树地震对整个国家来说是一场重大灾难，带来了严重的人身伤亡以及重大的经济损失。我国是一个地震发生较多的国家，其带来的破坏以及损失无法估测。因此，认真学习地震相关知识，了解地震进而学会如何降低地震带来的损失是至关重要的。
2.1 地震基本概念
2.1.1 地震分类
依据其形成的原因，地震主要分为诱发地震、火山地震、陷落地震以及构造地震这四种类型。
构造地震可以理解为，地球表面的地壳在不知不觉中持续运动着，当运动致使地壳产生变形，并且变形累积到一定的程度时，岩层的各个部位厚薄不均，薄弱处发生断裂或者错动，进而导致地震。目前，发生次数最多的便是构造地震，其影响范围也比较广，危害大，是现在地震工程中主要的研究对象。通常，在进行抗震分析和设计中所指的地震便是构造地震。关于构造地震的研究，对其成因比较认同的说法是板块构造学说。从板块构造学说的角度来讲，地球表面的岩石层主要分为优尔大板块。而我国位于其中的环太平洋地震带和欧亚地震带的交界处，是多地震国家。
2.1.2 地震常用术语
在学习地震基本知识时，必须要知道相关术语的含义。震源简单地理解就是产生地震的位置，是引起周围介质剧烈运动的部位。震中与震源上下正对着，只不过，震中位于地面。其中，中间的这段竖直距离就是震源深度。震中距是指地面上某一个地方到震中的水平距离。震中和震源不可以理解为一个点，它们是有一定的范围的。这些常用的地震术语示意图，如图所示：
2.1.3 地震波与地震动
当发生地震时，其能量必须要散出，而地震能量的传播是以波的形式进行的，这种能量波就是地震波。其中，水平振动是引起地面建筑物震害的主要原因，本文在研究地震波作用时，则选择的是水平方向的地震波作用。
地震动是地震发生时，能量波的传播而引起的地表运动。地震动的位移、速度和加速度可以用仪器记录下来，便于人们对地震的研究。本文所用的地震波数据即是往年发生地震时的记录数据。地震动的一个重要概念是其三要素，分别是：峰值（最大振幅）、频谱和持续时间。在研究相关抗震工作时，地震动的三要素显得尤为重要，与工程结构的地震破坏有很大的关系。
2.2 地震震害
从板块构造学说的角度来看，地震多发生在板块边缘地区。我国恰好处于活跃地震带的边缘交界处，地震的发生情况相对比较复杂，除了个别省份外，绝大部分地区都发生过较大地震。
地震引起的灾害主要包括三种形式，分别是地表破坏、建筑物的破坏以及各种次生灾害。地表破坏主要会出现地面下陷、地面产生裂缝、山体等出现滑坡以及地面冒砂喷水等现象。 次生灾害则是指由于地震引发煤气和输油气管道或者供电线路的破坏，进而导致火灾等灾害。次生灾害具有较大的破坏力，有时可能比地震造成的直接损失还要大。
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