建筑結(jié)構(gòu)抗震第1章-1.ppt

1、第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和基本要求,1.2 地震的一些基本概念,地震是指因地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動(dòng)。,地震是一種自然現(xiàn)象，地球上每天都在發(fā)生地震，一年約有500萬(wàn)次。其中約5萬(wàn)次人們可以感覺(jué)到；能造成破壞的約有1000次；7級(jí)以上的大地震平均一年有十幾次。,什么是地震（earthquake）？,什么叫震源、震中、震中距？,地球內(nèi)部發(fā)生地震的地方叫震源（source）；,震源在地面上的投影點(diǎn)稱(chēng)為震中（epicentre ）；,震中及其附近的地方稱(chēng)為震中區(qū)（epicentre area）；,從震中到地面上任何一點(diǎn)的距離稱(chēng)為震中距（epicentre distance）

2、,地震波是地震發(fā)生時(shí)由震源地方的巖石破裂產(chǎn)生的彈性波。,地震波分為體波和面波。,面波,橫波特點(diǎn): 周期長(zhǎng)、振幅大、 波速慢、100-800m/s,縱波特點(diǎn):周期短、振幅小、 波速快、200-1400m/s,面波比體波衰減慢、振幅大、 周期長(zhǎng)、傳播遠(yuǎn)。建筑物破壞 主要由面波造成。,雜波,P波開(kāi)始,S波開(kāi)始,面波開(kāi)始,地震波（earthquake wave）,預(yù)報(bào)和預(yù)警？,地震分類(lèi),一.按地震成因分類(lèi),-天然地震包括構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震,1.構(gòu)造地震,破壞性地震主要屬于構(gòu)造地震。據(jù)統(tǒng)計(jì)，構(gòu)造地震約 占世界地震總數(shù)的90%以上。,92%的地震發(fā)生在地殼中，其余的發(fā)生在地幔上部,2.火山地震,

3、由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱(chēng)為火山地震，這類(lèi)地震只占全世界地震的7%左右。,1914年日本櫻島火山爆發(fā)，產(chǎn)生的震動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)6.7級(jí)地震。,3.陷落地震,由于地下溶洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱(chēng)為塌陷地震。這類(lèi)地震的規(guī)模比較小，次數(shù)也很少。,人工地震,因人為因素直接造成的地震是人工地震。,如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)；在深井中進(jìn)行高壓注水以及大水庫(kù)蓄水后增加了地殼的壓力，有時(shí)也會(huì)誘發(fā)地震。,1962年3月19日在廣東河源新豐江水庫(kù)壩區(qū)發(fā)生了迄今我國(guó)最大的水庫(kù)誘發(fā)地震，震級(jí)為6.1級(jí)。,二.按震源深淺分類(lèi),淺源地震震源深度小于60千米的稱(chēng)為淺源地震。 全世界85%以上的地

4、震都是淺源地震。,中源地震震源深度在60至300千米的稱(chēng)為中源地震。,深源地震震源深度在300千米以上的稱(chēng)為深源地震。,淺源地震波及范圍小，但破壞力大；深源地震波及范 圍大，但破壞力小。,2002年6月29日晨1：20發(fā)生于吉林的7.2級(jí)地震，震源深度為540km，無(wú)破壞。,目前有記錄的最深震源達(dá)720公里。,地震分類(lèi),一.按地震成因分類(lèi),1960年2月29日發(fā)生于摩洛哥艾加迪爾城的5.8級(jí)地震， 深度為3km。震中破壞極為嚴(yán)重，但破壞僅局限在震中8km內(nèi)。,1.3 震級(jí)與烈度,一、 地震震級(jí)（magnitude）,1.定義,能量越大，震級(jí)就越大；震級(jí)相差一級(jí)，能量相差約32倍；相差二級(jí)，能量

5、相差1000倍。,反映一次地震釋放能量大小的等級(jí)，用M表示,式中A表示標(biāo)準(zhǔn)地震儀距震中100km紀(jì)錄的最大水平地動(dòng)位移，單位為微米（Richter震級(jí)或里氏震級(jí)或地方震級(jí)）。,2.震級(jí)與能量的關(guān)系,一個(gè)6級(jí)地震相當(dāng)于一個(gè)兩萬(wàn)噸級(jí)的原子彈。,面波震級(jí)、體波震級(jí)、矩震級(jí),3.按震級(jí)的地震分類(lèi),微震- 2級(jí)以下 人感覺(jué)不到,有感地震- 2-4級(jí) 人有感覺(jué),破壞性地震- 5級(jí)以上 有破壞,強(qiáng)烈地震- 7級(jí)以上 有破壞,特大地震- 8級(jí)以上 有破壞,由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞也不同。震級(jí)大，破壞力不一定大；震級(jí)小，破壞力不一定就小。,二、 地震烈度（intensity）,在同一地震的

6、影響下，各地烈度不同；地震烈度不僅取決于地震本身的大小，同時(shí)還受震源處巖層錯(cuò)動(dòng)的方式、震源深度、震中距離、地震波的傳播介質(zhì)、表土性質(zhì)、地下水埋藏深度，以及建筑物的動(dòng)力特性、建筑材料、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工質(zhì)量和維護(hù)情況等許多條件的綜合影響。,1.定義及影響因素,地震時(shí)一定地點(diǎn)的地面震動(dòng)強(qiáng)烈程度的尺度；是指該地點(diǎn) 周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)平均水平而言,2.地震烈度表,地震烈度表是評(píng)定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。,我國(guó)在1980年制定了中國(guó)地震烈度表。,中國(guó)地震烈度表將地震烈度分為1-12度。,烈度是在還沒(méi)有地震動(dòng)觀測(cè)儀器以前，地震動(dòng)強(qiáng)弱的評(píng)定不得不以宏觀現(xiàn)象為依據(jù)的物理量，它以人的感覺(jué)、物體的反應(yīng)、各種結(jié)構(gòu)的破壞以及地表破

7、壞為標(biāo)準(zhǔn)。 不同的國(guó)家有不同的烈度表，采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，所分的級(jí)別也不相同。 缺點(diǎn),1-5度：以人的感覺(jué)為主 6-10度：以房屋震害為主 10-12度：以地表現(xiàn)象為主 個(gè)別：10%以下 少數(shù)：10%50% 多數(shù)：50%70% 大多數(shù)：70%90% 普遍：90%以上,3.基本烈度,一個(gè)地區(qū)未來(lái)50年內(nèi)一般場(chǎng)地條件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值稱(chēng)為該地區(qū)的基本烈度。,各地區(qū)的基本烈度由中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001)確定。,（下圖是中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖）,基本烈度也稱(chēng)為偶遇烈度或中震烈度。,中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖,按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度稱(chēng)為設(shè)防烈

8、度。,規(guī)范規(guī)定：一般情況下，可采用中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖中的地震基本烈度。對(duì)已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防烈度進(jìn)行抗震設(shè)防。,4.設(shè)防烈度,設(shè)防烈度的取值依據(jù)：,規(guī)范規(guī)定： 抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),規(guī)范附錄中列出了我國(guó)主要城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防烈度。如：,黑龍江省,1.抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g: 綏化，羅北，泰來(lái)；,2.抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g: 哈爾濱（7個(gè)市轄區(qū)），齊齊哈爾（ 7個(gè)市轄區(qū)），,注：全省縣級(jí)及縣級(jí)以上設(shè)防城鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)地震分組均為第一組。,建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)出現(xiàn)的頻度最高的烈

9、度。也稱(chēng)為常遇烈度、小震烈度。其超越概率為63.2%，重現(xiàn)期為50年。,5.多遇烈度,6.罕遇烈度,建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)具有超越概率2%-3%的地震烈度。也稱(chēng)為大震烈度，重現(xiàn)期約為2000年。,1.5 地震地面運(yùn)動(dòng)的一般特征,地震動(dòng)三要素： 幅值（最大加速度、最大速度及最大位移等） 頻譜特性 持續(xù)時(shí)間,地震地面運(yùn)動(dòng)或地震動(dòng)（ground motion）:是由震源釋放出來(lái)的地震波引起的地表的振動(dòng)，是地震與結(jié)構(gòu)抗震的橋梁。,強(qiáng)震觀測(cè),1.6 地震的破壞作用（震害現(xiàn)象）,由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯(cuò)動(dòng)，以及地震動(dòng)引起的強(qiáng)烈地面振動(dòng)所造成的災(zāi)害。主要有：,1、地面破壞 如地面裂縫、錯(cuò)動(dòng)

10、、塌陷、噴水冒砂等；,一、直接災(zāi)害：,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開(kāi)裂、鐵軌變形等；,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開(kāi)裂、鐵軌變形等；,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開(kāi)裂、鐵軌變形等；,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開(kāi)裂、鐵軌變形等；,3、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；,二、次生災(zāi)害：,直接災(zāi)害發(fā)生后，破壞了自然或社會(huì)原有的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災(zāi)害。有時(shí)，次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失比直接災(zāi)害還大。,1、火災(zāi) 由震后火源失控引起；,1923年日本關(guān)東地震，東京市內(nèi)227處起火，33處未能撲滅造

11、成火災(zāi)蔓，舊市區(qū)燒毀約50%；橫濱市燒毀80%，死亡10萬(wàn)。,主要的次生災(zāi)害有：,2、水災(zāi)。 由水壩決口或山崩擁塞河道等引起；,3、毒氣泄漏。 由建筑物或裝置破壞等引起；,4、瘟疫。 由震后生存環(huán)境的嚴(yán)重破壞而引起.,5、海嘯。 海底地震引起的巨大海浪沖上海岸，可造成沿海地區(qū) 的破壞；,時(shí)間：2004年12月20日 事件：四十年來(lái)最強(qiáng)地震九級(jí)地震，在蘇門(mén)答臘島附近海底爆發(fā)，并引發(fā)海嘯。數(shù)十億噸重海水，高達(dá)十米的海浪，以噴氣式飛機(jī)的速度在印度洋擴(kuò)散。范圍：海嘯波及分布兩大洲的十二個(gè)國(guó)家：印度尼西亞、斯里蘭卡、印度、泰國(guó)、馬爾代夫、馬來(lái)西亞、孟加拉、緬甸、索馬里、坦桑尼亞、塞舌爾、肯尼亞。損失：印度尼西亞的亞齊省距離震中最近，損失最重：一些村莊被海浪整個(gè)卷走，班達(dá)亞齊大部分被毀。在泰國(guó)，游人聚集的沿海旅游勝地一片廢墟。從斯里蘭卡到印度南部，乃至東非，沿海村莊都被夷為平地。,印度洋大海嘯,死亡人數(shù)：據(jù)各國(guó)官方權(quán)威統(tǒng)計(jì)，至少21.6萬(wàn)人在這場(chǎng)災(zāi)難中喪生或失蹤。聯(lián)合國(guó)提供的數(shù)字是22.3萬(wàn)人。由于許多遇難者遺體被海水沖走和統(tǒng)計(jì)方式的問(wèn)題，精確統(tǒng)計(jì)數(shù)字難以做出。 重建：聯(lián)合國(guó)報(bào)告稱(chēng)，允諾捐贈(zèng)的136億美元中的75已經(jīng)到位。重建工作已經(jīng)開(kāi)始。但救援組