房屋建筑學第一章.ppt

第一章 抗震設計的基本知識和基本要求,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 。,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500萬次。其中約5萬次人們可以感覺到；能造成破壞的約有1000次； 7級以上的大地震平均一年有十幾次。目前記錄到的世界上最大地震是 8.9級，發(fā)生于1960年5月22日的智利地震。,什么是地震？,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；,震源在地面上的投影點稱為震中；,震中及其附近的地方稱為震中區(qū)，也稱極震區(qū) ；,從震中到地面上任何一點的距離稱為震中距。,地震分類,一.按地震成因分類,-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，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,由于火山作用，如巖漿活動、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)生的震動相當于一個6.7級地震。,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；在深井中進行高壓注水以及大水庫蓄水后增加了地殼的壓力，有時也會誘發(fā)地震。,1962年3月19日在廣東河源新豐江水庫壩區(qū)發(fā)生了迄今我國最大的水庫誘發(fā)地震，震級為6.1級。,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級地震，震源深度為540km，無破壞。,目前有記錄的最深震源達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級地震， 深度為3km。震中破壞極為嚴重，但破壞僅局限在震中8km內(nèi)。,地震波,地震波是地震發(fā)生時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。,橫波特點:周期長、振幅大、 波速慢,100-800m/s,縱波特點: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、傳播遠。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,1.3 震級與烈度,一、 地震震級,1.定義,能量越大，震級就越大；震級相差一級，能量相差約32倍；相差二級，能量相差1000倍。,反映一次地震本身大小的等級，用M表示,式中A表示標準地震儀距震中100km紀錄的最大水平地 動位移，單位為微米。,2.震級與能量的關系,一個6級地震相當于一個兩萬噸級的原子彈。,能量E的單位：爾格（1爾格= ）,3.按震級的地震分類,微震- 2級以下。 人感覺不到,有感地震- 2-4級 人有感覺,破壞性地震- 5級以上 有破壞,強烈地震- 7級以上 有破壞,特大地震- 8級以上 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。震級大，破壞力不一定大；震級小， 破壞力不一定就小。,二、 地震烈度,一般而言，震級越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件等因素有關。,1.定義及影響因素,一次地震對某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度， 簡稱為烈度。用I表示。,2.地震烈度表,地震烈度表是評定烈度的標準和尺度。,我國在1980年制定了中國地震烈度表。,中國地震烈度表將地震烈度分為1-12度。,個別：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,一個地區(qū)未來50年內(nèi)一般場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。用Ib表示。,相當于475年一遇的最大地震的烈度。,各地區(qū)的基本烈度由中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001)確定。,（下圖是原中國地震烈度區(qū)劃圖）,基本烈度也稱為偶遇烈度或中震烈度。,中國地震烈度區(qū)劃圖,按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據(jù)的地震烈度稱為設防烈度，用Id表示。）,規(guī)范規(guī)定：一般情況下，可采用中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 中的地震基本烈度。對已編制抗震設防區(qū)劃的 城市，可按批準的抗震設防烈度進行抗震設防。,4.設防烈度,設防烈度的取值依據(jù)：,規(guī)范規(guī)定： 抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進行抗震設計,規(guī)范附錄中列出了我國主要城鎮(zhèn)的抗震設防烈度。如：,黑龍江省,1.抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g: 綏化，羅北，泰來；,2.抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g: 哈爾濱（7個市轄區(qū)），齊齊哈爾（ 7個市轄區(qū)），,注：全省縣級及縣級以上設防城鎮(zhèn)，設計地震分組均為第一組。,建筑所在地區(qū)在設計基準期（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，用Is表示。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)在設計基準期（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。,三、地震烈度、震級與地震影響的關系,（1）5.0-5.4級地震，震中烈度多為六度，其面積小于500平方公里。 （2）5.5-5.9級地震，震中烈度多為七度，其面積不超過200平方公里；六度區(qū)面積也只有數(shù)百平方公里。 （3）6.0-6.4級地震，震中烈度多數(shù)為八度，其面積幾十平方公里；七度區(qū)不超過200平方公里，六度區(qū)數(shù)百平方公里，如震中烈度為七度，則與5.5-5.9級地震結(jié)果相同。 （4）6.5-6.9地震，震中烈度一半為八度，結(jié)果與6.0-6.4級地震一樣；另一半為九度，其面積小于100平方公里，八度區(qū)不超過500平方公里，七度區(qū)則在1500平方公里以內(nèi)。,（1）5.0-5.9級地震造成人員傷亡者占24%。而僅引起人員死亡的地震更少，只占11.5%。一次5級多地震中死亡人數(shù)最多為117人，而死亡29人以上的地震都發(fā)生在夜間。 （2）6.0-6.9級地震有43%造成人員傷亡，而只有人員死亡僅占35%，一次地震死亡人數(shù)最多為600人。,震級與傷亡的關系,1.4 設計地震分組,請思考：圖中的兩座建筑在經(jīng)歷不同周期特點的地震作 用下，那座建筑更易破壞？,設計地震分組是新規(guī)范新提 出的概念，用以代替舊規(guī)范設計 近震、設計遠震的概念。,在宏觀烈度大體相同 條件下，處于大震級遠離 震中的高聳建筑物的震害 比中小級震級近震中距的 情況嚴重的多。,設計地震分三組,對于類場地，第一、二、三組 的設計特征周期分別為：0.35s、0.40s、0.45s.,黑龍江省各地震設防地區(qū)均屬第一組。,1.4 設計地震分組,1.5 地震地面運動的一般特征,1.地面運動最大加速度,2.地面運動的周期,3.強震的持續(xù)時間,地面運動的一般特征可用地面運動加速度記錄曲線來說明。,1.6 地震的破壞作用（震害現(xiàn)象）,由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯動，以及地震波引起的強烈地面振動所造成的災害。主要有：,1、地面破壞。 如地面裂縫、錯動、塌陷、噴水冒砂等；,一、直接災害：,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；,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；,3、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；,4、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；,二、次生災害：,直接災害發(fā)生后，破壞了自然或社會原有的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災害。有時，次生災害所造成的傷亡和損失比直接災害還大。,1、火災 由震后火源失控引起；,1923年日本關東地震，東京市內(nèi)227處起火，33處未能撲滅造成火災蔓，