地震动力载荷英文解释翻译、地震动力载荷的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 seismic dynamic load
分词翻译:
地震的英语翻译:
cataclysm; earthquake; quake; seism; temblor
【法】 shock
动力载荷的英语翻译:
【化】 dynamic load; dynamic loading
专业解析
地震动力载荷(Earthquake Dynamic Load)指由地震引起的地面运动对建筑物或结构物施加的随时间变化的力。与静态荷载不同,这种荷载具有方向性、随机性和瞬时性,其大小、方向和作用点会随着地震波的传播和结构自身的动力特性(如自振周期、阻尼)而显著变化,是结构抗震设计中的核心考量因素。
详细解释:
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术语构成与核心含义:
- 地震 (Earthquake): 指地壳快速释放能量过程中造成的地面振动现象,是荷载的来源。
- 动力 (Dynamic): 强调荷载的时变性。地震引起的地面运动(加速度、速度、位移)是时间的函数,因此施加在结构上的力也是随时间变化的,而非恒定不变。这区别于恒载(如自重)和活载(如家具、人群)等静力荷载。
- 载荷/荷载 (Load): 指施加在结构上的力或作用。在地震工程中,它特指由地面运动通过结构基础传递到上部结构各部分的作用力(惯性力)。
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作用机理与特性:
- 当地震波(包括纵波P、横波S和面波)传播至地表时,会引起地面的不规则运动(震动)。
- 由于结构本身具有质量和刚度,当地面突然运动时,结构由于惯性有“保持静止”的趋势,从而在结构内部各部分之间产生相对运动,并由此产生惯性力。这种惯性力就是地震动力载荷的本质。
- 关键特性:
- 方向性: 地震动具有水平向(通常为主)和竖向分量,因此荷载也作用于相应方向。
- 随机性: 地震动的强度、频率成分和持续时间具有高度不确定性。
- 瞬时性: 荷载在短时间内(通常几秒到几十秒)达到峰值并衰减。
- 与结构特性相关: 荷载的大小和分布不仅取决于地震动强度,还强烈依赖于结构自身的动力特性(质量、刚度、阻尼、自振周期)。不同自振周期的结构对同一地震动的响应(即所受荷载)可能截然不同(共振效应)。
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工程意义与设计考量:
- 地震动力载荷是导致结构破坏、倒塌的主要原因之一。抗震设计的目标就是确保结构能够抵抗这种动态作用力。
- 结构工程师通过地震反应谱或时程分析等方法,将复杂的地震动转化为设计所需的等效荷载或直接模拟结构在地震作用下的响应。
- 设计时需考虑荷载的峰值、频谱特性(不同频率成分的能量分布)和持时。基本计算公式可表示为:
$$
F = m cdot a(t)
$$
其中:
- ( F ) 是地震惯性力(地震动力载荷的一部分)。
- ( m ) 是结构的质量。
- ( a(t) ) 是地震引起的地面加速度或结构相对于地面的加速度(随时间t变化)。
- 实际设计中,荷载的计算更为复杂,需考虑结构的多自由度振动、非线性和场地效应等。
权威参考来源:
- 中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 (2016年版): 这是中国建筑抗震设计的根本依据,详细规定了地震作用的计算方法和要求。其总则和术语部分明确了地震作用(即地震动力载荷)的概念。具体条款可查阅中国建筑工业出版社出版的规范文本或官方授权平台(如建标库)。来源:中国建筑工业出版社 / 住房和城乡建设部。
- Federal Emergency Management Agency (FEMA) - NEHRP Recommended Seismic Provisions for New Buildings and Other Structures (FEMA P-2082): 美国国家地震减灾计划推荐规程,是国际地震工程领域的重要参考。其章节详细阐述了地震动输入(即地震动力载荷的来源)和结构分析中如何考虑动力荷载。来源:Federal Emergency Management Agency (FEMA)。
- Earthquake Engineering Research Institute (EERI) Glossary: EERI作为地震工程领域的权威专业组织,其在线术语表提供了“Dynamic Load”和“Seismic Load”的明确定义和背景解释。来源:Earthquake Engineering Research Institute (EERI)。
- 《结构动力学》教科书: 如 Anil K. Chopra 所著的 Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering (Prentice Hall)。这类教材从基本原理出发,深入阐述了地震动力载荷的产生机制(惯性力)、结构动力响应分析(单自由度、多自由度系统)以及地震反应谱理论。来源:相关领域经典教材(如Prentice Hall, McGraw-Hill等出版社)。
网络扩展解释
地震动力载荷是地震引起的动态作用力对结构产生的效应,需从以下几个层面理解:
1. 基本定义
地震动力载荷属于动力荷载的一种,指地震波传播导致地面运动时,建筑结构因惯性产生的动态力。其特点为大小和方向随时间变化(如震动、冲击),需考虑惯性效应(, )。
2. 术语规范
严格来说,“地震作用”比“地震载荷”更准确。根据国家标准,地震作用属于间接作用,即通过地面运动引发结构振动,而非直接施加的静力(如重力)。这强调其动态响应特性,而非单纯外力。
3. 作用机制
地震动力载荷主要通过以下过程产生:
- 地面运动:地震波传递能量,引起建筑基础振动;
- 惯性力:结构因自身质量抵抗运动变化,产生与加速度成正比的力,公式为:
$$ F = m cdot a $$
其中 ( m ) 为结构质量,( a ) 为地震引起的加速度(, )。
4. 计算与影响因素
实际工程中采用等效静力法简化计算,公式为:
$$ F = W cdot k $$
其中 ( W ) 为结构自重,( k ) 为地震系数(与地震烈度相关)。轻质结构(如钢结构)因自重小,地震力较低。
5. 设计考量
- 动态响应:需分析结构自振周期与地震波频率的关系,避免共振;
- 载荷分类:属于随机动载荷,需考虑时程分析或反应谱方法(, )。
地震动力载荷本质是地震引发的结构动态响应,需通过动力分析方法评估其对建筑安全的影响。正确理解术语与作用机制对抗震设计至关重要。
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