中南大學(xué)結(jié)構(gòu)抗震原理第1章-1課件

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)稱為震中（epicentre

）；震中及其附近的地方稱為震中區(qū)（epicentrearea）；從震中到地面上任何一點(diǎn)的距離稱為震中距（epicentredistance）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。體波橫波（S波）：剪切波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向垂直縱波（P波）：脹縮波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向一致面波瑞利波樂甫波橫波特點(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波開始S波開始面波開始地震波（earthquakewave）預(yù)報(bào)和預(yù)警？2.火山地震由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震，這類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為塌陷地震。這類地震的規(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)。---天然地震包括構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震地震天然地震人工地震二.按震源深淺分類淺源地震——震源深度小于60千米的稱為淺源地震。全世界85%以上的地震都是淺源地震。中源地震——震源深度在60至300千米的稱為中源地震。深源地震——震源深度在300千米以上的稱為深源地震。

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。地震分類一.按地震成因分類

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)。3.按震級(jí)的地震分類微震---2級(jí)以下人感覺不到有感地震---2-4級(jí)人有感覺破壞性地震---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)周圍一定范圍內(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》?！吨袊?guó)地震烈度表》將地震烈度分為1-12度。烈度是在還沒有地震動(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、物體的反應(yīng)、各種結(jié)構(gòu)的破壞以及地表破壞為標(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)、震害指數(shù)二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度一個(gè)地區(qū)未來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為該地區(qū)的基本烈度。相當(dāng)于475年一遇的最大地震的烈度。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)的地震烈度稱為設(shè)防烈度。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)二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)出現(xiàn)的頻度最高的烈度。也稱為常遇烈度、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。也稱為大震烈度，重現(xiàn)期約為2000年。4.設(shè)防烈度二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）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)（groundmotion）:是由震源釋放出來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)、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、水壩開裂、鐵軌變形等；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.

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，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)開始。但救援組織透露，80％的難民仍居住在帳篷或其他暫居點(diǎn)。

預(yù)防：受災(zāi)各國(guó)政府已經(jīng)迅速做出承諾，建立全面的災(zāi)害早期預(yù)警系統(tǒng)和加強(qiáng)國(guó)際溝通，以避免悲劇重演。但是一年后這個(gè)系統(tǒng)仍然不完善，一些國(guó)家已經(jīng)開始著手各自的防災(zāi)計(jì)劃。印度洋大海嘯三、工程結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象1、