地震防災(zāi)與對策課件

1、第三章 地震防災(zāi)與對策 第一節(jié) 地震的基本常識(shí)地震的成因 地球是由地核、地函和地殼三部份所組成的，而表面這一層薄薄的地殼並不是連續(xù)的，而是分成許多板塊漂浮在地函之上，就像具有裂紋的雞蛋一樣。由於地函的對流作用以及海洋地殼的擴(kuò)張，這一些板塊並不是固定不動(dòng)的，而是經(jīng)常發(fā)生拉扯或擠壓，這種地殼板塊的運(yùn)動(dòng)稱為板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。在板塊內(nèi)，巖層也會(huì)因?yàn)榈貧D壓或拉扯而產(chǎn)生破碎帶，稱為斷層。第1頁，共29頁。地震發(fā)生時(shí)，地表會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，而用以記錄此一振動(dòng)情的儀器稱為地震儀。有兩種方式用以說明地震的大小，即規(guī)模和震度。 規(guī)模主要是以地震在地震儀上所量測到的最大振 幅之對數(shù)值而訂定的，與地震釋放的能量有關(guān)。 震度則

2、是用以描述當(dāng)一個(gè)地震發(fā)生後在地震波所到達(dá)的範(fàn)圍內(nèi)，各處所感受到的地震動(dòng)之強(qiáng)弱，以整數(shù)方式表示之。第2頁，共29頁。目前有兩種方式用以說明地震的大?。阂?guī)模和震度。而我國中央氣象局震度改成0至7的八級依次為無感、微震、輕震、弱震、中震、強(qiáng)震、烈震和劇震。第3頁，共29頁。第二節(jié) 地震災(zāi)害 地震有以下的特性： 1.破壞性：在各種天然災(zāi)害影響中，沒有一種像 地震一樣，可以在短短之?dāng)?shù)十秒內(nèi)給人類社會(huì) 造成嚴(yán)重的破壞。 2.廣域性：在一個(gè)強(qiáng)烈地震中，斷層錯(cuò)動(dòng)的範(fàn)圍 可達(dá)100公里。 3.複合性：地震災(zāi)害可以分成兩大類，即一次災(zāi) 害和二次災(zāi)害，一次災(zāi)害稱為直接災(zāi)害，而二 次災(zāi)害則指火災(zāi)、水災(zāi)。 4.突發(fā)性：

3、地震經(jīng)常在人類心理毫無準(zhǔn)備的情況 下悄悄而來。第4頁，共29頁。第三節(jié) 臺(tái)灣的地震環(huán)境臺(tái)灣的地震帶大致上可劃分為東部地震帶，東北部地震帶(琉臺(tái)地震帶)和西部地震帶。 1.東部地震帶：由宜蘭至臺(tái)東，發(fā)生次數(shù)較多，震 央大多在外海。 2.東北部地震帶：由花蓮、宜蘭到琉球群島震源深 度較淺。 3.西部地震帶：自臺(tái)北南方經(jīng)臺(tái)中、嘉義到臺(tái)南， 發(fā)生次數(shù)較少，但因震源在陸地且深度較淺，故 影響的範(fàn)圍較大，災(zāi)情較為慘重。第5頁，共29頁。臺(tái)灣自1624年起就有關(guān)於地震的文獻(xiàn)資料，其中災(zāi)情較大的災(zāi)害為民國24年4月21日發(fā)生於新竹、臺(tái)中，震央在新竹關(guān)刀山，規(guī)模為7.1級，3276人死亡，12053人受傷，房屋

4、全倒17907戶，半倒36781戶。最近一次為9.21南投大地震，死傷慘重。第6頁，共29頁。第四節(jié) 防災(zāi)對策 日本在震災(zāi)對策的推動(dòng)上所做的努力是有目共賭。4-1 大都市震災(zāi)對策推進(jìn)要綱的策畫與制訂 日本於1971年5月訂定了大都市震災(zāi)對策推進(jìn)要綱，在此一要綱中明定了大都市震災(zāi)對策有關(guān)的基本觀點(diǎn)、事前對策，災(zāi)害發(fā)生時(shí)的緊急對策及災(zāi)後重建等事項(xiàng)。除了往後日本的震災(zāi)對策就是以此為基準(zhǔn)外，同時(shí)也開始每年固定一次的全國震災(zāi)對策訓(xùn)練。 第7頁，共29頁。4-2 大規(guī)模地震對策特別措置法的制定 日本在1978年通過大規(guī)模地震對策特別措置法，以整備和強(qiáng)化當(dāng)大地震可能發(fā)生之消息發(fā)佈後的防災(zāi)體制。 並於1980

5、年通過地震財(cái)特法，規(guī)定地方公共團(tuán)體在整備地震防災(zāi)上緊急且必需的設(shè)施時(shí)，中央政府負(fù)擔(dān)的比例或一些補(bǔ)助比率之特例，以及其它中央政府的相關(guān)財(cái)政措施。第8頁，共29頁。 第五節(jié) 耐震設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本要求某些特種工程建設(shè)，像核能發(fā)電廠、大型水壩等，如果因承受不住震動(dòng)而造成損壞，其後果之嚴(yán)重不難想像。核子反應(yīng)爐裡的放射性物質(zhì)，散播到附近的土壤及水中，甚至隨風(fēng)飄揚(yáng)於空氣中，危害人畜且污染環(huán)境，其後遺癥將長期影響人們的正常生活。像這種特種工程建設(shè)，必須作特殊的耐震設(shè)計(jì)。第9頁，共29頁。5-1 耐震設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 為使結(jié)構(gòu)物滿足這些需求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須遵循的原則是： (1)弱震下，結(jié)構(gòu)必須維持在彈性狀態(tài)。

6、 (2)中震下，容許有限度的非結(jié)構(gòu)物損害。 (3)為考慮逃生要求，希望結(jié)構(gòu)物不會(huì)突然且完全 崩塌，因此結(jié)構(gòu)物必須具備良好的韌性，延緩 其崩塌時(shí)間，或僅局部破壞，地震後能夠予以 更換修復(fù)。第10頁，共29頁。5-2 耐震結(jié)構(gòu)的基本要求 可分為概念設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。概念設(shè)計(jì)是包含正確的場地選擇、合理的結(jié)構(gòu)造型和佈置、正確的構(gòu)造措施等。計(jì)算設(shè)計(jì)則是對地震作用效應(yīng)進(jìn)行定量計(jì)算。概念設(shè)計(jì)時(shí)必須掌握的幾個(gè)主要抗震基本要求: (1)選擇對抗震有利的構(gòu)築場地與地基。 (2)選擇有利於抗震的建築平面與立面佈置。 (3)選擇合理的耐震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。第11頁，共29頁。 (4) 處理好非結(jié)構(gòu)之構(gòu)件。 (5)合理選

7、用材料、保證施工品質(zhì)。5-3 結(jié)構(gòu)防震的新趨勢地震本身即是一種能量釋放的行為，其釋出的能量必須在結(jié)構(gòu)的受震過程經(jīng)由一定管道加以吸收與消散，才能確保結(jié)構(gòu)的安全。結(jié)構(gòu)的消能能力主要視其黏滯阻尼與遲滯阻尼的大小而定，然而一般結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的黏滯阻尼並不高，可消散之能量有限，因若要使其具備足夠的消能能力時(shí)，則其構(gòu)材便須在反覆荷載作用下具備充分的塑性變形能力，使其遲滯阻尼消能增加，或者外加其它消能元件來消能。 第12頁，共29頁。第13頁，共29頁。第14頁，共29頁。第15頁，共29頁。a:hover color: #FF0080 由於不同性質(zhì)的板塊不斷的擠壓，累積變形能量，直到超過巖石能夠忍受的程度，便將

8、累積的變形能量在瞬間釋放出來，發(fā)生地震。臺(tái)灣及日本位在環(huán)太平洋地震帶上，因?yàn)榘鍓K不斷在移動(dòng)，不斷地累積及釋放能量，地震便周而復(fù)始不斷發(fā)生。 第16頁，共29頁。第17頁，共29頁。第18頁，共29頁。第19頁，共29頁。第20頁，共29頁。第21頁，共29頁。a:hover color: #FF0080 全球地震分布圖世界上有3個(gè)主要的地震帶，分別為環(huán)繞太平洋邊緣的環(huán)太平洋地震帶；歐亞大陸南緣的歐亞地震帶；以及各大洋中的中洋脊地震帶。地球上95%的地震便是由板塊活動(dòng)所造成，其餘的5%則是因火山活動(dòng)、地下核爆、地殼塌陷、或隕石撞擊而來。第22頁，共29頁。第23頁，共29頁。101大樓這個(gè)重達(dá)800噸的大圓球其實(shí)是個(gè)懸浮阻尼球，主要功能是保護(hù)臺(tái)北101的建築主體，避免大樓在強(qiáng)風(fēng)中大幅晃動(dòng)。這個(gè)大圓球會(huì)吸收大樓的振動(dòng)，再將能量傳遞、發(fā)散到下方的彈簧系統(tǒng)。這是大樓安裝史上最大的阻尼器，巧妙地解決了搖晃問題。像是個(gè)重達(dá)800噸的 擺錘，從92樓懸掛下來，作為大樓吸收風(fēng)力的裝置。強(qiáng)風(fēng)出現(xiàn)時(shí)阻尼器會(huì)擺動(dòng)，大樓其他部分就可保持穩(wěn)定。這顆阻尼球造價(jià)400萬美元，平常只會(huì)擺動(dòng)個(gè)幾公分。擺盪時(shí)，阻尼裝置內(nèi)的液體會(huì)穿過小孔，藉此消散風(fēng)的能量。若是發(fā)生了大型災(zāi)難，如百年一次的超級地震或颱風(fēng)，阻尼球?qū)[盪1.5公尺，撞上一個(gè)防撞環(huán)；防撞環(huán)上另有8個(gè)的黏性緩衝器，可防止阻尼球進(jìn)一步擺盪。這是