抗震基本知识

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1、第一章 绪论1.1 地震基本知识1.2 地震灾害1.3 地震震级与地震烈度1.4 地震动特性1.5 建筑结构的抗震设防*第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学1.1 地震基本知识 概述 地震类型与成因 地震波 地震动第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学这座“纪念碑” 高宽比很大却也 很结实，无心的 纪录下了2008年 5月12日下午2点 28分这个时刻。 第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学 概述地震是一种自然现象。据统计，地球每年平 均发生500万次左右的地震，其中，5级以上的强 烈地震约1000次左右。如果强烈地震发生在人类 聚居区，就会造成地震灾害。为了抗御与

2、减轻地 震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与 抗震设计。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学地壳由各种不均匀的岩石组成。 地球的构造第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学世界上绝大部分的地震都 发生在这一薄薄的地壳内。（ 地壳岩石长期积累的变性在瞬 间内转换为动能而产生地震）地面为沉积岩，地壳 上部为花岗岩岩层，地壳 下部为玄武岩岩层（海洋 下只有玄武岩岩层）。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学地幔主要有质地坚硬的橄榄岩组成。地幔是地壳运动的根源，其原因：由于地球内部放射性物质不断释放能量， 地球内部的温度也随深度的增加而升高，地下 200Km到700Km其

3、温度由600升至2000 ，在 这一范围内的地幔中存在着一个厚约几百公里 的软流层。因温度分布不均匀，就发生了地幔 内部物质的对流；另外地球内部的压力也是不 均衡的，在地幔上部约900MPa,地幔中部为 3700MPa。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学 地核是地球的核心，分为：（观测发现：地震横波不能通 过外核（即不能通过液体）。外核（厚2100Km）处于液态 内核（厚1400Km）处于固态 地核主要构成物质是镍、铁。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学 1.1.1 地震类型与成因按其成因分构造地震:由于地球内部岩层构造变化引起的地震。分布最广，危害最大。 火山地震：由

4、于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面起。(我国没有，日本有)。 陷落地震：由于地表或地下岩层突然发生大规模的陷落和崩塌所引起小范围的地面震动。 诱发地震：由于水库蓄水或深井注水等引起的地面震动 。 在工程抗震设计中仅考虑构造地震的设防问题第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学构造地震的成因和分布成因：断层说在自然界，大规 模的破裂面被称为地 质断层。一条断层的 两侧可以逐渐地并难 以察觉地互相滑过； 也可以突然破裂，以 地震形式释放能量。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学犹他州喀那布附近的切过岩层的小而清晰的正断层断层学说的佐证第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学-来自以

5、色列的精彩实实例原来水平的刚刚性岩石 层层在长时长时 期作用的构 造力挤压挤压 下褶皱皱 断层学说的佐证第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学板块说：大陆漂移假说：它是德国气象学家魏格纳纳（Wegener） (18801930年)在讲课讲课 中提出来的。这这一假说说在约约10年时间时间 内没有受到地质质界的重视视。在 1922年2月16日有一篇评评述魏格纳纳的书书的一无人署名的短文， 发发表于著名的科学杂杂志自然上，说说“该书该书 直接应应用了物 理学原理，但遭到许许多地质质学家的强烈反对对”。魏格纳纳假定一个超级级大陆陆于3亿亿年前破裂，其碎块块漂移 出去形成现现今的大陆陆。作为证为

6、证 据，他指出不同大陆陆的大型地 质质构造，如非洲西海岸和南美的东东海岸似乎可以吻合。这这一 原理能够够解释许释许 多地质质学问题问题 ，在以后几十年代中成为辩为辩 论论的主要焦点。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学由洋中脊，海沟和转换断层构成边界的主要构造板块 美洲板块，欧亚板块，印澳板块，太平洋板块，南极洲板块等板块学说的佐证第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学板块学说的佐证第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学1.2 地震灾害 中国地震背景 地震的破坏作用第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学本世纪以来，全世界破坏性强的地震平 均每年18次，造成经济

7、损失达数千亿美元。 126万人死亡，近千万人严重伤残。我国本世纪以来，发生6级以上地震500 余次，8级以上地震9次。一次大地震可在数10秒钟之内使一座繁 荣的城市变成废墟，人们几代人的积累和财 富化为乌有。中国地震背景第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学世界范围内有两大地震带环太平洋地震带和欧亚地震带第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学我国主要有两条地震带南北地震带和东西地震带第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学在海滨滨地区 跨圣安德烈斯 断裂的篱篱笆在 1906年旧金山 地震时时 错动错动 了2.6米，远处远处 的土地向右移 动动。地震的破坏作用第一章 绪论

8、建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学1988年亚美尼亚地震造成的新鲜断崖 第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学1976年7月28日,在河北省唐山、丰南一带发生了7.8级强烈地震，唐山地震造成24.2万人死亡，16.4万人受 重伤，仅唐山市区终身残废者达1700多人，倒塌民房530 万间。唐山地区总的直接经济损失达54亿元，公共设施 遭受严重破坏，灾情之大举世罕见。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学汶川地震 2008年5月12日14时28分04秒 震级：里氏震级8.0级 最大烈度：11度

9、 震中位置：四川省汶川县映秀镇 汶川大地震是中国一九四九年以来破坏性 最强、波及范围最大的一次地震，地震的 强度、烈度都超过了一九七六年的唐山大 地震。遇难:69142人 失踪:17551人。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学 地震灾害 直接 地表破坏：山石崩裂，地裂， 灾害 地陷，喷砂冒水结构物破坏：整体稳定性，强度不足，塑性不足，地基失效 次生 城市、工业区破坏：水灾，火灾，污染 灾害 海啸第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下 50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水 下

10、或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震 动之后，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到 很远的距离，正象卵石掉进浅池里产生的波一样。海 啸波长比海洋的最大深度还要大，轨道运动在海底附 近也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传 播过去。2004年12月26日，印度洋发生强烈地震并引发海 啸，造成周边国家重大人员伤亡和财产损失。印度洋 海啸造成近30万人遇难。 海啸的起因：第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学1.3 地震基本术语 震源、震中、地震波 地震震级 地震烈度 基本烈度与地震区划第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学震源：地下地震的发源处地球内部断层错动并辐射

11、出地震波的部位。（震源不是一个点，而是有一定的深度和范围）浅源地震300km 地震波按震源深浅，地震又可分为 ：第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学震中、震中距、等震线垂直于震源的地表为震中第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学体波： 纵波：P波，为压缩波 ，速度快，产生颠簸。vp=1.67vs 横波：S波， vs为剪切波，速度稍慢，产生摇晃。地震P波(纵波)和S波(横波)运行时弹性岩石运动的形态 第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学勒夫波和瑞利波传播过程中近地表岩石的运动 面波：有勒夫波和瑞利波，vR=vL=0.9vs ，能量大，破坏大，产生颠簸摇晃。第一章 绪论

12、 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学地震波记录图第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学 地震动为什么地震时人的感觉是先颠后晃？由地震波传播所引发的地面振动，通常称为地震动。地震时，震中及其附近的人们先感觉到上下颠簸，然 后感到前后或左右摇晃。这是因为地震发生时，地震波主 要有两种，一种是纵波，它传播的速度快，可达56Km/ 秒；另一种是横波，它的速度较慢，达34 Km/秒。因为 纵波先到，使人们产生上下颠簸的感觉；而横波后到，让 人们感到水平摇晃，对建筑物的破坏主要是横波。人们在 感觉到“颠”的时候，要马上就地避震，因为大的破坏力 马上就要到了。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术

13、大学用标准的地震仪在距震中100km处记录 最大水平位移A（以m=10-6 m计）。震级M=logA查查尔斯 里克特（19001985年） 震级是一次地震强弱的等级 。 现国际上的通用震级表示为 里氏震级。（Richter）地震震级第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学震级与能量的关系 logE=11.8+1.5M震级差一级，能量差32倍之多。按着这个定义，对一个100千米外的地震，如果标准地震仪记录到1厘米的峰值波振幅（即1毫米的104倍），则震级为4级。 第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学1级 微震，人们无感觉。 24级 有感地震 5级以上 破坏性地震 7级以上 强烈地

14、震 8级以上 特大地震 现记录到的最强地震为8.9级。唐山地震7.8级第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学地震烈度：某一地点地面震动的强烈程度，由 地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及 运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度 和加速度确定。地震烈度注意与震级区分。烈度：一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈 度，简称为烈度。用I表示。 第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学烈度与震级的关系一般而言，震级越大，烈度就越大。 同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度 就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距 外，还与震源深度、地质构造和地基条件等 因素有关。第一章 绪论

15、 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学分项：人的感觉，大多数房屋震害程度，其他现象，加速度(水平向)厘米/秒 ，速度(水平向)厘米/秒烈度表I度：为无感觉，损坏一个别砖瓦掉落墙体微细裂缝；河岸和松软土上出现裂缝。分为1-12度（不同的国家的分度方法不同）中国地震烈度表第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学VII（7）度：大多数人仓惶逃出；轻度破坏，局部破坏、开裂，但不妨碍使用；河岸出现塌方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏 ；加速度125厘米/秒 。 （8）度：摇晃颠簸行走困难；中等破坏,结构受损，需要修理 ；干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏 ；加速度250厘米/秒 。 VI （6）度：惊慌失措，仓惶逃出；饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头；加速度63厘米/秒 。第一章 绪论 建筑结构抗震设计辽宁工程技术大学（10）度：骑自行车的人会摔倒，处不稳状态的人会摔出几尺远，有抛起感；大部倒塌，不堪修复；山崩和地震断裂出现，基岩上的拱桥破坏，大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁；加速度1000厘米/秒 。 （12）度：地面剧烈变化，山河改观 。（9）度：坐立不稳行动的人可能摔跤 ；严重破坏,墙体龟