目录介绍：

• 1、张衡发明的地动仪是运用什么原理来测定地震方位的？
• 2、抗震设计中如何考虑结构的地震作用？依据的原则是什么？
• 3、抗震计算中最大地震力作用方向如何确定？
• 4、地动仪是怎样测定地震方向的

张衡发明的地动仪是运用什么原理来测定地震方位的？

张衡的地动仪基本上是由两部分组成：一部分是表达惯性运动的摆，（《张衡列传》叫都柱），另一部分是设在摆的周围与仪体相接联的八个方向的八组杠杆机械，两者都装置在一座密闭的铜仪中。都柱是我国古代建筑中心柱的名称，张衡地动仪中的都柱，就是沿用这个定义。由此可知，张衡是受到地震灾害中房倒屋塌的启示，利用不稳定平衡的原理，在仪器中央安装着一根在静止状态下能够直立的柱，如果发生了地震，由于地震波的震动，使都柱产生位移，平衡遭受破坏，就要倾倒下去。由于地震波的纵波转播较快而走在前边，而且又从大地内部传来，所以都柱的基部首先受到纵波的推力而产生和震源方向相对的位移。但在都柱的顶部，还保持在原来的位置。因而造成都柱向着震源方向的倾斜状态，于是就重心偏移，平衡遭受坡坏，都柱便向着震源的方向倒下去。都柱倾倒灵敏度的高低差别，取决于都柱的高和底面直径的比值的大小。此外，以都柱为中心而设置的八组杠杆机械，其用途是在地震时，摆由于本身惯性而与仪体发生相对的位移，失去平衡而倾斜，推开一组杠杆，使这组杠杆与仪体外部相联的龙头吐出铜丸，落入蟾蜍口中，通过击落的声响和落丸的方位来报告地震和记录地震的方向。

抗震设计中如何考虑结构的地震作用？依据的原则是什么？

地震时地面会发生水平运动和竖向运动，从而引起结构的水平振动和竖向振动，当结构体型复杂、质心和刚心不重合时，还会引起结构扭转振动。一般情况下，水平地震作用对结构起控制作用，对于明显不均匀，不对称的结构应考虑水平地震作用引起的扭转影响；高烈度区的高耸及高层结构、大跨及长悬臂结构应考虑竖向地震作用。

在抗震设计中，各类建筑结构的地震作用，应按下列原则考虑：

（1）通常认为地面运动水平分量较大，而结构抗侧能力有限，一般情况下，水平地震作用对结构起控制作用，可在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力构件承担。

（2）有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应考虑与各抗侧力构件平行的方向上的水平地震作用。

（3）对于质量和刚度在同一平面内或者沿高度方向明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用引起的扭转影响，或采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

（4）8度和9度区的大跨度结构、长悬臂结构、高耸结构及9度区的高层结构，应考虑竖向地震作用。

抗震计算中最大地震力作用方向如何确定？

最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出，设计人员如发祥该角度绝对值大于15

度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。

地动仪是怎样测定地震方向的

地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似酒樽。表面作金黄色，上部铸有八条金龙，分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央，立一根铜柱，上粗下细。铜柱周围有八根横杆，称为“八道”，各与一龙头相连。铜柱是震摆装置，八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜柱就倒向发生地震的方向，推动同一方向的横杆和龙头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。

一颗珠子放在平台上，如果将哪方稍微往下一按，珠于就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛，将它放在一张不平的桌子上，它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。

但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。

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