按用途分：
气象、环境、建筑（桥梁）、工业（汽车）、航空（航天）
按功能分：
普通、压力、低紊流度、低温、全尺寸、大气边界层
桥梁抗风
1风工程2自然风特性3桥梁结构风工程
描述风特性的主要参数
1）风速2）紊流度3）功率谱4）攻角5）主导风向角6）积分尺度
影响风特性主要参数的因素
1）大气环境2）地形3）地貌
如何得到风特性
1）实测2气象资料3）数字模拟
自然风特性的实验室模拟：
被动模拟主动模拟
风定义：
风是空气相对于地球表面的运动，气象学上将平行于地表的运动叫风。
按风速大小分：
蒲氏分级（Beaufortscale）
风的成因（大尺度）
1大气压差（地球表面不均匀加热）2地球转动（Coriolisforce）
赤道附近的科里奥力为零，因此赤道附近一般不会有热带气旋。
纬度30度附近由于气压最高（副热带无风带），因此在此地区容易出现沙漠，而且副热带控制地区，高温，少雨。
南北半球大气有三个环流（哈德利环流，中纬度环流，和极地环流）
其他（焚风）
●欧洲阿尔卑斯山，美国落基山，智利的安第斯山
●中国：
在中国，焚风地区也到处可见，但不如上述地区明显。
如天山南北、秦岭脚下、川南丘陵、金沙江河谷、大小兴安岭、太行山下、皖南山区都能见到其踪迹。
强风种类-----季风
由于大陆和海洋在一年之中增热和冷却程度不同，在大陆和海洋之间大范围的、风向随季节有规律改变的风，称为季风。
形成季风最根本的原因，是由于地球表面性质不同，热力反映有所差异引起的。
由海陆分布、大气环流、大地形等因素造成的，以一年为周期的大范围的冬夏季节盛行风向相反的现象。
强风种类-----热带气旋
台风：
在西北太平洋，称之为台风
飓风：
东太平洋，北大西洋一般称之为飓风
气旋在北半球是逆时针，南半球顺时针
强风种类-----龙卷风
成因：
能产生龙卷风的巨型积雨云，云顶的正电量，云底的负电量。
云团跟地面形成强大电场。
正电荷云团从云底向下伸出，负电荷的空气从四周汇聚而进行电中和。
云团底部漏斗云，其周围的空气高速地旋转。
特点：
1影响范围虽小，但破坏力极大。
2水平范围很小，直径从几米到几百米，平均为250m，最大为1000m。
3极大风速每小时可达150千米至450千米。
4龙卷风持续时间，一般仅几分钟，最长不过几十分钟。
5常发生于夏季的雷雨天气时，尤以下午至傍晚最为多见。
尘卷风：
尘卷风是由于地面局部增热不均匀而形成的一种特殊的旋转对流运动.在尘卷风形成的过程中，外围空气通过贴近地面的薄层被地面加热后流向中心部位，外围空气的旋转能量在中心部位得到加强形成尘卷风。
风特性的主要参数
1风速（windspeed）：
大小（风速）
2风速的描述随时间、空间不断变化。
瞬时风速=平均风速+脉动风速
3最大风速：
平坦地面以上10m高度处10分钟平均风速最大值（年,月或日最大）
风特性的主要参数
●高度变化–风剖面
●Vz：
高度Z处的平均风速
●VR：
基准高度ZR处的基准风速，通常取VR=10m
●α：
由地表粗糙程度决定的幂指数
主梁涡振危害
疲劳破坏桥面行车舒适度诱发失稳破坏（高风速区）
主梁涡振特点
在低风速区区间振动振幅较小断面形状密切相关阻尼大小影响产生
制振措施1安装TMD2增设气动措施
主梁涡振危害：
1疲劳破坏2桥面行车舒适度3诱发失稳破坏（高风速区）
主梁涡振特点：
在低风速区区间振动振幅较小断面形状密切相关阻尼大小影响产生
主梁涡振制振措施：
1安装TMD2增设气动措施
经典颤振与分离流扭转颤振
经典颤振（弯扭耦合颤振）
1竖弯模态和扭转模态相互耦合的弯扭耦合颤振，常发于扁平流线型桥梁断面。
2分离流扭转颤振（单自由度扭转颤振，失速颤振）
3以扭转模态为主的颤振，常发生于钝体桥梁断面，如槽型、工字型断面。
影响桥梁颤振的主要因素
１.重要因素：
1扭弯频率比2质量及质量惯矩3结构阻尼
2.主梁气动外形越大，颤振临界风速越高。
m、Im越大，颤振临界风速越高。
对于分离流扭转颤振，扭转阻尼比越大，颤振临界风速越高；对于弯扭耦合颤振，结构阻尼对颤振的影响较小。
抖振的定义：
由风中紊流成份诱发桥梁产生的一种强迫振动。
●抖振是一种限幅振动，不会引起结构灾难性的破坏，但其发生频度较高，持久的振动会引起构件疲劳，过大的振幅或加速度可能导致行人不舒适，危及高速行车安全，甚至使构件发生强度破坏。
●紊流包括自然大气中的紊流、结构物自身引起的特征紊流以及以由相邻结构物尾流产生的紊流，通常所说的抖振是指由自然大气中的紊流引起的。
●自然大气中的紊流可近似看作平稳随机过程，抖振响应可基于随机振动理论进行频域或时域分析。
●气动弹性效应，细高、细长结构
频域抖振分析理论
●抖振由大气紊流引起
●假定竖向和扭转模态之间不存在耦合
●Davenport分析方法
●Scanlan分析方法
●YKLin分析方法
●多模态耦合分析方法
●全耦合分析方法
●基于复模态技术的多模态耦合分析方法
频域分析方法的局限性
1结构为线弹性，系统为时不变（对风敏感结构，通常较柔，其非线性行为不容忽视）
2各运动分量间的耦合效应较难考虑
3当结构质量中心、转动中心及气动力中心不重合时难以考虑
4结构质量特性、刚度特性及气动外形变化时
5对于较柔的结构，分析模态较多，工作量较大
驰振定义：
驰振是具有特殊横截面形状的细长结构物发生的典型的不稳定性振动现象
特点：
1）截面形状为矩形、“D”字形，或一些裹冰输电线的有效截面形状。
2）垂直气流方向的大幅度振荡（振幅为一至十倍以上横风向截面尺寸）。
3）振动频率远低于该截面的旋涡脱落频率
尾流驰振
1下游柱体的响应频率比它的旋涡脱落频率及上游柱体的响应频率低时才能发生
2尾流驰振是由描述平均气动力现象的参数所决定的，可在物体固定不动时测出
3易振结构：
平行电缆，斜拉桥的斜拉索
风致振动控制措施
●桥梁结构对风反应复杂
●桥梁的设计阶段应研究风振的可能性及对策
●抗风设计难以完全融入结构设计
●成桥后是在种种约束条件下的抗风设计和抗风措施选用
风致振动控制措施：
1提高、改善抗风能力的措施2结构措施：
增加结构的总体刚度，如质量、中央扣、辅助索3气动措施：
改善桥梁结构的绕流特性，从而减小激振外力，如开敞式桥面、风嘴、中央稳定板、导流板、拉索的表面加工4机械措施：
附加阻尼提高气动稳定性或降低风振响应，如阻尼器（调谐式和非调谐式）
风致振动控制
阻尼器：
调谐式阻尼器TMD、TLD、TLCD
按是否调谐：
非调谐式阻尼器、粘性剪切型阻尼器、油阻尼器、高阻尼橡胶阻尼
按外界能量是否输入：
1主动控制：
施加外部能量，由激励器直接实时控制2被动控制：
不需输入外部能量3半主动控制：
通过输入能量控制被动控制的刚度、阻尼等动力参数，适应被控体动力特性变化
风致振动控制
1主梁a选择气动稳定性好的外形b提高颤振稳定性的措施
2拉索和吊杆a辅助索或联结器b拉索的表面附加凸起、卷缠螺旋线、表面加工或改变断面形状、涂料c设置阻尼装置
桥梁抗风研究的目的
1）提供风荷载计算参数（静力三分力系数，抖振风荷载）
2）桥梁断面的选型（初步设计阶段）（虎门桥，大海带）
3）桥梁抗风安全（施工图阶段）a颤振稳定性b静风失稳特性c驰振稳定性d舒适性（涡振检验，拉索风雨振动）e桥面风环境（行车安全）
4）抗风措施极其有效性验证
2.地震的成因和类型
地震按成因主要分为4种类型:
a火山地震b陷落地震c诱发地震d构造地震：
火山地震是由于火山活动而引起的地震，一般影响范围较小，发生的次数也较少，约占全球地震总数的7%。
陷落地震是由于地层陷落引起的地震，发生的次数更少，约占全球地震总数的3%，引起的破坏也较小。
诱发地震主要是地下核爆炸、水库蓄水、油田抽水和注水、矿山开采等活动引起的地震，一般都不太强烈，仅有个别情况（如水库地震）会造成较大破坏。
构造地震则是地球内部岩层构造活动在某些阶段发生急剧变化时引起的。
构造地震发生的次数最多（约为全球地震总数的90%），涉及的范围最广，释放的能量最大，造成的危害也最大，是地震工程研究的主要对象。
构造地震成因:
1地应力在某一地区不断积累、岩石变形不断增加，达到某一程度，在岩石比较薄弱的地方突然发生断裂、错动，应变能突然释放，其中一部分能量以波的形式在地层中传播，产生地震。
2地下某一地区因受到外来力的作用，产生的应力使地层发生相对错动，形成断层，产生地震。
地应力的产生，板块构造学说。
1地球表面的岩石层由六大板块和若干小块组成，这六大板块是欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印澳板块和南极板块。
2由于地幔软流层的对流，带动着软流层上的这些板块异常缓慢而持久地相互运动着。
3板块的边界是相互制约的，板块之间处于拉伸、挤压和剪切状态，从而产生了地应力。
4主要地震带就在这些大板块的交界地区。
震源：
地球内部直接发生破裂的地方；
震中：
震源正对着的地面；
震中距：
震中到观测点的距离；
震源深度：
震源到震中的距离。
地震的分类按震源的深浅，地震又可分为浅源地震（震源深度小于60km）、中源地震（震源深度60~300km）和深源地震（震源深度大于300km）。
其中，浅源地震造成的危害最大，当震源深度超过100km时，通常就不会在地面上造成震害。
我国发生的地震，绝大多数是浅源地震，震源深度在10~20km。
地震的分类按震中距的远近，地震可分为地方震（震中距小于100km）、近震（震中距为100~1000km）和远震（震中距大于1000km）。
地震烈度：
用来衡量地震破坏作用大小的一个指标，它表示某一地区的地面和各类建筑物遭受某一次地震影响的强弱程度。
（以往，一个地区的抗震设防一般情况下采用基本烈度。
基本烈度是指该地区今后一个时期内，在一般场地条件下可能遭遇到的最大地震烈度，即《中国地震烈度区划图》规定的烈度。
现在，《中国地震动参数区划图》已取代《中国地震烈度区划图》，成为一般建设工程的抗震设防依据。
）
震级与烈度的关系:
1地震震级与地震烈度既有区别，又有联系。
2一次地震中，震级是唯一的，而地震烈度却在不同地区有不同烈度。
3一般认为,当环境条件相同时，震级愈高，震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。
烈度的影响因素：
烈度的大小除与地震震级、震中距、震源深浅有关外，还与当地地质构造、地形、岩土性质等因素有关。
地震烈度分级：
我国将地震烈度分为十二度。
根据使用特点的需要，将地震烈度划分为：
基本烈度、建筑场地烈度及设计烈度三种。
基本烈度是指该地区在一百年内能普遍遭受的最大地震烈度。
建筑场地烈度是指在建筑场地范围内，由于地质条件、地形地貌条件及水文地质条件不同而引起对基本烈度的提高或降低。
设计烈度是指抗震设计中实际采用的烈度。
它是根据建筑物的重要性，永久性、抗震性及经济性等的需要对基本烈度的调整。
地震波：
当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积聚的变形能突然释放，引起剧烈的振动，振动以弹性波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。
这种波就称为地震波。
地震波传播
按其在地壳中传播的位置：
体波和面波
（1）体波（在地球内部传播的波）P波（压缩波）（引起地面竖向振动）
介质质点的振动方向与波的前进方向一致。
可以在所有介质中传播，周期短，振幅小，波速快，在地壳内的速度一般为200~1400m/s
S波（剪切波）（引起地面水平振动）
介质质点的振动方向与波的前进方向垂直，只能在固体介质中传播，周期长，振幅大，波速慢，在地壳内的波速一般为100~800m/s
地震动：
也称地面运动，是指由震源释放出来的地震波引起的地表附近土层的振动。
地震动是地震和结构抗震之间的桥梁，又是结构抗震设防的依据。
地震动是引起桥梁破坏的外因，其作用相当于结构分析中的各种荷载，但与常用的荷载有很大差别，表现在三方面：
1）常用荷载以力的形式出现，而地震动则以运动方式出现；
2）常用荷载一般为短期内大小不变的静力，而地震动则是迅速变化的随机振动；
3）常用荷载大多是竖向的，而地震动则是水平、竖向甚至扭转同时作用的。
强震仪，：
记录强震动的仪器为强震加速度仪，简称强震仪，它能够记录测点处三个互相垂直的地震动加速度分量（两个水平向分量加上一个竖向分量）。
强震动记录是进行结构抗震设计的重要资料。
在采用动力时程分析方法计算桥梁结构的地震反应时，需要用到强震地面运动记录；绘制规范反应谱曲线时，更需要有大量的强震地面运动记录。
地震动三要素：
振幅，频谱（振幅-频率，关系曲线），持续时间
地震动特性的影响因素：
震源、传播介质与途径、局部场地条件
地形放大效应：
地形可能会对局部地面运动有很大的影响。
陡峭山脊对基岩加速度起放大和过滤作用。
地震危险性：
某一场地（或某一区域、地区、国家）在一定时期内可能遭受到的最大地震破坏影响，可以用地震烈度或地面运动参数来表示。
概率方法：
1查明工程场地周围地震环境和地震活动性；2判定并划分出潜在震源的位置、规模和地震活动频度，给出可能的震源模式，确定各潜在震源的发震概率；3根据地震动衰减规律和地震危险性分析的概率模型，计算出场地不同地震动参数的概率曲线，给出不同概率水准下的地震动参数峰值，得到基岩的地震反应谱，以及地震持续时间。
两大地震带：
1环太平洋地震带2欧亚地震带（喜玛拉雅—地中海地震带）
中国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。
地震直接灾害是地震的原生现象，如地震断层错动，以及地震波引起地面振动，所造成的灾害。
主要有：
地面的破坏，建筑物与构筑物的破坏，山体等自然物的破坏（如滑坡、泥石流等），海啸等。
地震次生灾害是直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡或稳定状态，从而引发出的灾害。
主要有：
火灾、水灾、毒气泄漏、瘟疫等。
其中火灾是次生灾害中最常见、最严重的。
直接灾害
（1）地表破坏：
地裂缝、滑坡、砂土液化、软土震陷。
（2）建筑物破坏（3）生命线工程破坏：
桥梁倒塌、道路中断、水管破坏、电力设施破坏
引起桥梁震害的原因主要有四个：
1所发生的地震强度超过了设防标准；2桥梁场地对抗震不利，地震引起地基失效或地基变形；3桥梁结构设计、施工错误；4桥梁结构本身抗震能力不足。
桥梁震害：
1地基失效引起的破坏（静力作用）。
人为工程所难以抵御，尽量通过场地选择避开：
活动断层及其
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