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1、工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理 *第1讲 地震灾害及其工程防御2 地震灾害和土木工程专业有什么关系？ 面对地震灾害，土木工程师能够做些什么？ 想知道答案吗？本门课程将回答你的疑问，我们开始学习吧！ 疑 问 *第1讲 地震灾害及其工程防御3 内 容 1.地震灾害及其工程防御 2.地震的工程特征与结构概念设计 3.建筑场地的选择 4.液化与地基基础抗震 5.单自由度体系地震反应分析 6.反应谱概念与设计反应谱 7.多自由度体系地震反应分析 8.振型分解反应谱法 9.底部剪力法 10.扭转、竖向效应与抗震验算 11.混凝土结构抗震概念设计 12.混凝土框架结构抗震设计 13.砌体房屋和底框
2、房屋抗震设计 14.观看录像片 第第 1 1 讲讲 地震灾害及其工程防御地震灾害及其工程防御 *第1讲 地震灾害及其工程防御5 地震的危害性 空前的灾难 2008年5月12日14时28分，一场8.0级特大地震袭击了四 川、陕西、甘肃等广大地区。大地震持续了大约100秒，却 造成了空前的灾难： 死亡69197人，失踪18222人，受伤374176人； 直接经济损失达8451亿元人民币； 山崩地裂，江河改观，生态环境遭到极大破坏； 建筑物和基础设施损毁严重，间接经济损失和社会影响难以估量； 。 *第1讲 地震灾害及其工程防御6 地震的危害性 家园被毁 地震前的北川县城 地震后的北川县城 *第1讲
3、地震灾害及其工程防御7 地震的危害性 家园被毁 地震前的映秀镇 地震后的映秀镇 *第1讲 地震灾害及其工程防御8 地震的危害性 山体滑坡 北川县陈家坝乡太洪村 地震前的太洪村 *第1讲 地震灾害及其工程防御9 地震的危害性 山体滑坡 平武县平通镇牛飞村 *第1讲 地震灾害及其工程防御10 地震的危害性 山体滑坡 汶川地震中发生了什么事情？汶川地震中发生了什么事情？ -山体滑坡 王家岩滑坡 新北川中学滑坡 老县城 新县城 *第1讲 地震灾害及其工程防御11 地震的危害性 山体滑坡 汶川地震中发生了什么事情？汶川地震中发生了什么事情？ -山体滑坡 1600人死亡！ 老县城 *第1讲 地震灾害及其工
4、程防御12 地震的危害性 山体滑坡 汶川地震中发生了什么事情？汶川地震中发生了什么事情？ -山体滑坡 906人死亡！ 新北川中学岩崩 *第1讲 地震灾害及其工程防御13 地震的危害性 建筑物破坏 北川县城 汶川县映秀震 都江堰市 青川县城 *第1讲 地震灾害及其工程防御14 地震的危害性 建筑物破坏 北川县陈家坝乡 什邡市红白镇 绵竹市汉旺镇 平武县平通镇 *第1讲 地震灾害及其工程防御15 地震的危害性 建筑物破坏 彭州市白鹿中心学校 *第1讲 地震灾害及其工程防御16 地震的危害性 建筑物破坏 都江堰市新建小学 都江堰市聚源中学 都江堰市中医院 *第1讲 地震灾害及其工程防御17 地震的危
5、害性 桥梁破坏 百花大桥 *第1讲 地震灾害及其工程防御18 地震的危害性 桥梁破坏 小鱼洞大桥 *第1讲 地震灾害及其工程防御19 地震的危害性 桥梁破坏 都汶公路上的桥梁 映秀镇顺河大桥庙子坪岷江大桥 映秀岷江大桥 *第1讲 地震灾害及其工程防御20 地震的危害性 隧道破坏 龙池隧道 *第1讲 地震灾害及其工程防御21 地震的危害性 隧道破坏 龙洞子隧道 *第1讲 地震灾害及其工程防御22 地震的危害性 道路破坏 *第1讲 地震灾害及其工程防御23 地震的危害性 通讯设施破坏 都江堰市 *第1讲 地震灾害及其工程防御24 地震的危害性 给水设施破坏 *第1讲 地震灾害及其工程防御25 地震
6、的危害性 水库震害 安县丰收水库 *第1讲 地震灾害及其工程防御26 地震的危害性 地面破坏 都江堰市龙池镇 *第1讲 地震灾害及其工程防御27 地震的危害性 人员伤亡 27 *第1讲 地震灾害及其工程防御28 汶川地震震害的几点启示 地震灾害目前是无法避免的。 = 地震预报技术还不成熟。 地震对人类的危害是巨大的。 = 人员伤亡、财富损失、社会秩序。 土木工程的破坏是震害形成的主要原因。 = 建筑、桥梁、基础设施。 现代工程结构仍然无法完全抵御地震作用。 = 合理设防可以极大地减轻工程结构的地震破坏！ 防震减灾任重道远。 = 土木工程师的作用是。 *第1讲 地震灾害及其工程防御29 结 论
7、地震灾害的主要属性是土木工程灾害！ 如此说来，土木工程 师不是大有作为吗？ *第1讲 地震灾害及其工程防御30 土木工程给人类带来了无限的文明，同时 也给人类带来了无尽的灾难。这个灾难就是土 木工程灾害！ *第1讲 地震灾害及其工程防御31 地震的危害性 时间地点M死亡人数时间地点M死亡人数 1905.04.04 1906.04.18 1920.12.16 1923.09.01 1927.03.07 1933.03.02 1935.05.30 1939.01.25 1939.12.26 1946.12.20 1948.06.28 1952.07.21 1960.02.29 克什米尔 美国旧金山
8、 中国海原 日本关东 日本丹后 日本三陆冲 巴基斯坦 智利 土耳其 日本南海道冲 日本福井 美国加州 摩洛哥 8.6 8.3 8.6 8.3 7.9 8.9 7.5 8.3 7.9 8.4 7.3 7.7 5.6 1.9万 7万余 20万余 10万死，4 万不明 3千 3千 3万 3万 2.3万 千余 千余 10人 1.2万 1960.05.22 1964.03.28 1964.06.16 1970.05.31 1971.02.09 1972.04.10 1972.12.23 1975.02.04 1976.07.28 1989.10.18 1994.01.17 1995.01.17 1999
9、.08.17 1999.09.21 智利 美国阿拉斯加 日本新舄 秘鲁 美国加州 伊朗 马拉瓜 中国海城 中国唐山 美国加州 美国加州 日本兵库县 土耳其 台湾集集镇 8.3 7.9 7.4 7.7 6.6 7.0 6.5 7.0 7.6 6.9 6.7 7.2 7.4 7.6 日本死120人 130人 26人 4万 65人 1.7万 1万 1.3万 24万 63人 57人 5438人 1.7万余 2千余人 二十世纪部分强震死亡人数 *第1讲 地震灾害及其工程防御32 地震发生的地点是有规律的。 环太平洋地震带：从南美洲西部海岸 起，经北美西部海岸、阿拉斯加南岸 、阿留申群岛，转向西南至日本列
10、岛 ，然后分成两支，西支经我国台湾省 ，菲律宾、印度尼西亚至新几内亚； 东支经马里亚纳群岛至新几内亚；两 支汇合后，经所罗门到汤加，突然向 南到新西兰。这个地震带的地震活动 最强，全球约75左右的地震都发生 于此地震带内。 亚欧地震带：东起环太平洋地震带 的新几内亚，经印度尼西亚的南部 和西部、缅甸，而进入我国西南部 和西部与印度北部，再经伊朗、土 耳其、希腊、意大利南部等地中海 地区和非洲北部，至太平洋亚速尔 群岛。全世界地震总数的22%左右发 生于此地震带内。 *第1讲 地震灾害及其工程防御33 地震的危害性 全世界每年发生地震100万次左右，但大部分 为无感地震，不会造成危害。每年平均有
11、几百次 破坏较轻微的地震，灾情惨重的地震约20次。 据统计，二十世纪有200多万人死于地震，而 地球强烈震动的时间总计不超过1小时！ *第1讲 地震灾害及其工程防御34 中国的地震形势与灾害情况 如何？ *第1讲 地震灾害及其工程防御35 世界死亡人数最多的十大地震 时间地点 震级 死伤人数原因 1556.01.23 中国陕西华县8.0死83万人 2004.12.26 印尼苏门答腊9.0死283106海啸 1976.07.28 中国河北唐山7.8死24.2万人，伤16.4万人 1138.08.09 叙利亚Aleppo-死23万人 856.12.22 伊朗Damghan-死20万人 1927.0
12、5.22 中国7.9死20万人巨大断裂 1920.12.16 中国宁夏海原7.8死20万人断裂、滑坡 893.03.23 伊朗Ardabil-死15万人 1923.09.01 日本关东7.9死14.3万人大火 1948.10.05 前苏联土库曼斯坦7.3死11万人 资料来源：美国地质调查局（USGS） *第1讲 地震灾害及其工程防御36 中国陕西关中大地震 嘉靖三十四年十二月壬寅， 是日山西、陕西、河南同时地震 ，声如雷，鸡犬鸣吠。陕西渭南 、华洲、朝邑、三原等处和山西 蒲州等处尤甚，或裂泉涌，中有 鱼物；或城廓房屋陷入地中，或 平地灾成山阜；或一日连震数次 ，或累日震不止。河渭泛涨，华 岳、
13、终南山鸣，河壅数日。压死 官吏军民奏报有名者八十二万有 余，其不知名未经奏报者复不可 数计。 摘自明嘉靖实录 *第1讲 地震灾害及其工程防御37 1949-1969年死亡人数与地震次数 资料来源：胡聿贤著地震工程学 国家死亡人数地震次数 国家死亡人数地震次数 阿根廷 5100 8 伊朗750029 智利 28000 32 意大利180015 中国 159000 17 日本1580035 厄瓜多尔5500 11 巴基斯坦400005 希腊1500 47 土耳其4640054 印度6500 6 苏联150002 *第1讲 地震灾害及其工程防御38 *第1讲 地震灾害及其工程防御39 中国的地震区和
14、地震带 全国共分为10个地震区，其中包括23个地震亚 区。地震活动主要分布在23条地震带上。 *第1讲 地震灾害及其工程防御40 台湾地震带。 大板块边缘地震带 西藏南部地震带。 大板块边缘地震带 中枢地震带。 板块内地震带 华北地震带。 板块内地震带 郯城-庐江地震带。 板块内地震带 五大地震带： 中国的地震区和地震带中国的地震区和地震带 *第1讲 地震灾害及其工程防御41 东南地震区。包括台湾地震区、南海地震区、华南地 震区东南沿海地震亚区。 属于环太平洋地震带 西部地震区。包括青藏高原南、中、北部地震区和新 疆中、北部地震区。 属于亚欧地震带 华北地震区。包括阴山、燕山亚区（北缘）、许昌
15、- 淮南地震带（南缘）、营口-郯城地震带（东缘）、 山西亚区（西缘）。 典型板块内部地震区 三大地震区： 中国的地震区和地震带中国的地震区和地震带 *第1讲 地震灾害及其工程防御42 结 论 中国的地震活动性强。 = 频度高、强度大、震源浅、分布广。 中国是世界上地震灾害最严重的国家。 = 人员损失据世界之首。 中国的土木建筑工程量大面广、抗震性能差异巨大。 = 土木工程师责任重大。 *第1讲 地震灾害及其工程防御43 地震的发生不以人的意志为转移 给人类带来了空前灾难 我们应该怎么办？ *第1讲 地震灾害及其工程防御44 减轻地震灾害的对策 不让地震发生或选择发生地点？ = 目前的技术做不到
16、！ 切断地震传播的途径？ = 目前的技术做不到！ 搬离地震区？ = 地球太拥挤，无法实现！ 地震预测预报？ = 目前技术还不成熟，成熟后仍无法避免地震灾害！ 工程抗震设防？ = 目前可实现的最有效的对策！ 震后应急救灾？ = 控制灾害进一步扩大的对策！ *第1讲 地震灾害及其工程防御45 结 论 工程抗震设防是减轻地震灾害 和损失的行之有效的措施！ 这可是土木工程 师的职责啊！ *第1讲 地震灾害及其工程防御46 1986年日本东京发生的6.2级地震为一城市直下型地震，上 千万人口的东京市只死亡2人，整个城市几乎未遭到破坏。 事例一： 1995年发生于日本第二大港神户市的6.9级地震却导致近十 万栋房屋毁坏、5500人死亡和约1000亿美元的经济损失。 原因：东京市对工程抗震设防非常重视，长期以来一直致 力于把东京建设成为能够抵御8级大地震的城市。 事例二： 原因：神户市对工程抗震设防掉以轻心，低估了该地区的 地震危险性。 *第1讲 地震灾害及其工程防御47 1988年前苏联的亚美尼亚共和国发生的6.8级地震，使位于 震中附近的斯皮塔克（Spitak）全城变成废墟，距离震中40公 里的
