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1、第3章 地震灾害及防震减灾对策,3.1地震概述,地震术语,地震术语,地震波,地震波,地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。,纵波是推进波，地壳中传播速度为557千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。,横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.24.0千米/秒，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。,面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。 波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素,地震震级,1935年，美国地震学家里希特（C.F.Richter）首先提出了震级的概念，即：震级的大小是采用标准地震仪（周期0.8s，
2、阻尼系数为0.8，放大倍数2800的地震仪）在距离震中100km处记录到的以微米为单位的最大水平地面位移 A的常用对数值（如地震仪不在100km处应换算），即,能量与震级的关系：,一个6级地震相当于一个万吨级的原子弹所释放的能量。,地震烈度,地震时在一定地点震动的强烈程度。地震烈度可以理解为地震场的强度，震级、震中距、震源深度、地质构造和建筑物、构筑物地基条件有关。一次地震只有一个震级而地震烈度值可以有多个。,震中烈度与震级的大致关系,震级：灯泡功率 烈度：光强,地震烈度表评定地震烈度的标准,宏观现象,人的感觉,器物的反应,建筑物的破坏程度,地表的破坏程度,地面运动加速度峰值,地面运动速度峰值
3、,仪器观测,标准,主观,客观,中国地震烈度表GB/T177422008,地震的类型,地震按震级大小的分类,构造地震成因,板块构造,六大板块。“环太平洋带”的太平洋板块周围大地震、深源地震和火山活动等都十分活跃。由于印度次大陆与欧亚大陆间的碰撞，形成了喜马拉雅山脉和西藏高原。,圣安德烈斯断层,地震活动带,环太平洋地震活动带,西支,释放的能量：75%以上 浅源地震：80%；中源地震：90% 深源地震：几乎100%,地中海喜玛拉雅地震活动带,总长20000多公里，穿过欧亚两大洲，也称为欧亚地震带。除太平洋地震带外几乎所有中源地震和大的浅源地震都发生在此带内。释放能量占全部地震能量的15%左右。,火山
4、和地震为一对孪生姐妹,汶川 地震,福建、广东、台湾及其附近地区,西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部,西北地区：主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓,华北地区：太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东和渤海湾,中国地震活动 （五个地区的23条地震带）,东北长白山地区,实例-汶川地震成因,印度洋板块向亚欧板块俯冲，造成青藏高原快速隆升导致地震。高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累，最终在龙门山北川映秀地区突然释放。逆冲、右旋、挤压型断层地震。 天然气喷发诱发说岳中琦,东日本大地震（2011-03-11
5、）,里氏9.0级 太平洋板块在日本海沟俯冲入日本下方，并向西侵入欧亚板块。太平洋板块每年相对于北美板块向西运动数厘米，正是运动过程中的能量释放导致此次大地震。,地震的破坏作用,台湾921集集地震（1999年）,雾峰光复国中运动场产生1.5米隆起,唐山大地震（7.8级）,玉树地震（7.1级）,2010.4.14 震源深度14千米，震中烈度9度。 截止4月25日下午17时，玉树地震造成2698人遇难，失踪270人。,3.2抗震减灾对策,1998年3月1日施行,方针：预防为主、防御与救助相结合,基本对策,（1）地震预报,我国地震预报,我国成功预报海城地震：（旱震、地电） 1975年2月4日 7.3级
6、地震,日本的临震预报,日本地震紧急速报系统：,（2）地震监测,中国数字测震台网分布图,2008年4月通过国家验收。运行台站1021个，其中包括国家台148个，区域台821个，火山台33个，2个台阵19个台点。,中国地震前兆台网分布图,中国强震动台网固定台分布图,1154个固定强震动观测台站,中国地震应急指挥技术系统分布图,中国地震信息服务系统节点分布图,（3）工程抗震,地震区划,中国地震参数区划图 两图一表： “中国地震动峰值加速度区划图” “中国地震反应谱特征周期区划图” “地震反应谱特征周期调整表”,工程结构抗震,刚性建筑 柔性建筑（或弹性建筑）,减轻地震灾害的工程性措施,（4） 地震转移
7、和分散,（5）地震应急活动,地震应急预案的内容,地震应急救援,2012年云南彝良地震救援,3.3建筑结构抗震设计原则,（1）建筑物场地地选择； （2）建筑物体型的确定； （3）结构抗震体系的选取； （4）结构延性的实现； （5）多道抗震防线的设置； （6）非结构构件的处理； （7）建筑材料的选取和施工质量.,（1）建筑物场地选择,基本原则：选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段建造甲、乙和丙类建筑。,避开危险地段：断层,唐山地震断层,台湾921地震断层,避开危险地段：山崩或滑坡,陡峭山区在强烈地震作用下巨石滚落、山体崩塌。,避开危险地段：泥石流,避开危险地段：地陷,九江地震地陷,九江地震地陷
8、,避开不利地段：液化地基,饱和松散的砂土和粉土在强烈作用下，孔隙水压力升高，土颗粒悬浮于孔隙水中，丧失承载力，在自重或较小压力作用下产生沉陷并伴随喷水冒砂。,液化地基判别法：初步判别标准贯入试验判别（抗震设计规范）,避开不利地段：软土地基,泥炭、淤泥和淤泥质土等软土在强烈地震作用下土体受到扰动，强度降低，压缩变形增加，发生剪切破坏，土体向两侧挤出，造成建筑物沉降和倾斜。,住宅,沉降,震后地面隆起,软土地基上房屋的震陷,液化地基和软土地基处理：桩基、地基加固处理等方法,避开不利地段：不利地形,不利地形：条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘等。,
9、避开不利地段：不均匀地基,不均匀地基：成因、岩性、状态明显不均匀地基，包括故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等。,场地评价：两参数法,震害经验：土层越厚，土质越差，结构破坏率越高。,（2）建筑物体型的确定,平面布置要简单,建筑平面布置宜规则、对称，并应具有良好整体性，这样有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，减少扭转影响。,平面布置要简单,建筑抗震设计规范GB50011 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3,立面变化要均匀,为什么倒锥形建筑抗震不利？（力学分析）,（1）重心高，倾覆力矩大；（2）上刚下柔增加底层薄弱程度； （3）楼层剪力自上而下递减，而楼层受剪承载力逐层递减
10、； （4）P-效应（或重力二阶效应）比一般建筑严重。,合理设置防震缝,三缝：伸缩缝、沉降缝、防震缝。防震缝对建筑、结构、设备设计等不利，基础防水不易，一般不设。 什么情况设？平面或立面形状复杂、房屋过长、地基土质不均匀、房屋各部分质量和抗侧移刚度相差悬殊。 设置多宽?建筑抗震规范GB50010。,（3）选择结构体系基本准则, 应具有明确计算简图和合理地震作用传递路线； 应具备多道抗震防线； 应该具备必要抗震承载能力、良好变形能力和消耗地震能量能力； 提高薄弱部位抗震能力； 结构在两个主轴方向的动力特性宜接近，并避开场地的卓越周期。,（4）结构延性的实现, 控制构件的破坏形态； 强剪弱弯，强柱弱
11、梁，强压弱拉，强节弱杆 减小构件轴压比； 高强混凝土的应用（能降低轴压比，应适当降低剪压比）； 钢纤维混凝土的应用； 窗裙梁配置斜向钢筋； 深梁短柱分割为较细的杆件； 变单肢墙为双肢墙。,刚柔相济,结构抗侧移刚度小，变形大。不利后果： 1）要求构件延性好，配筋率过大，配筋多，不易施工； 2）加大非结构构件的破坏； 3）引起P效应过大增加构件内力；,结论：既不过刚，也不过柔， 刚柔相济，相对刚一些。,（5）多道抗震防线的设置,（6）非结构构件的处理,非结构构件：不考虑重力荷载以及风、地震等水平荷载的部件，例如建筑幕墙、围护墙、内隔墙、框架中的填充墙、女儿墙、雨篷、商标、广告牌、顶篷支架、大型储物
12、架等。对于有些非结构构件，必须考虑其对结构抗震性能的影响，这些影响有有利的一面也有不利的一面。 建筑非结构构件的预埋件、锚固件的部位，应采取加强措施，以承受建筑非结构构件传给主体结构的地震作用。 非承重墙体的材料、选型和布置，应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、墙体自身抗侧力性能的利用等因素，经综合分析确定。,（7）建筑材料的选取, 材料本身的延性好，延性系数高； 材料强度和重量的比值要大； 材料质量均匀； 材料性质围各向同性； 构件的连接具有整体性和较好的延性，能够充分发挥材料的强度和变形。,（8）抗震结构的施工质量,抗震结构对材料、施工质量的要求应在设计文件上详细注明，并应保证切实执行。 对钢筋接头及焊接质量应满足规范要求。 对构造柱、芯柱及框架的施工、对砌体房屋纵墙及横墙的交接部位等应保证施工质量。,3.4隔震、减震措施,隔震使地震的波动尽量不传到结构上 延性使结构可以承受地震变形 消能消耗地震输入的能量，减低结构的反应 根本的目的是如何适应地表的位移,房屋建筑隔震,隔震 奥如拉大桥 摩擦摆隔震,台北101大楼抗震措施,欢迎大家课下一起交流学习， 谢谢！,
