抗震設(shè)計(jì)之緒論

第一章緒論地震與地震動(dòng)1緒論地震活動(dòng)性地震震害結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)1.1地震與地震動(dòng)1.1.1地震及其成因按成因：(1)構(gòu)造地震：由于地殼運(yùn)動(dòng)，推擠地殼巖層使其薄弱部位發(fā)生斷裂而引起的地震。構(gòu)造地震破壞性大，影響范圍廣。(2)火山地震：由于火山爆發(fā)，巖漿猛烈沖出地面而引起的地震。這類(lèi)地震在我國(guó)很少見(jiàn)。(3)陷落地震：由于地表或地下巖層突然大規(guī)模陷落或崩塌而造成的地震。這類(lèi)地震的震級(jí)很小，造成的破壞也很小。(4)誘發(fā)地震：由于水庫(kù)蓄水或深井注水等引起的地震。第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)構(gòu)造地震的發(fā)生與發(fā)展地震序列：在一定時(shí)間內(nèi)（一般是幾十天至數(shù)月）相繼發(fā)生在相鄰地區(qū)的一系列大小地震稱(chēng)為地震序列。

主震：在某一地震序列中，其中最大的一次地震叫主震。

前震：在主震之前發(fā)生的地震。

余震：在主震之后發(fā)生的地震。第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)按主震震級(jí)是否突出：(1)主震型地震：在一個(gè)地震序列中，若主震震級(jí)很突出，其釋放的能量占全序列中的絕大部分的叫主震型。(2)群震型或多發(fā)型地震：在一個(gè)地震序列中，若主震震級(jí)不突出，主要地震能量是由多個(gè)震級(jí)相近地震釋放出來(lái)的叫群震型。(3)孤立型或單發(fā)型地震：在一個(gè)地震序列中，若前震和余震都很少，甚至沒(méi)有，絕大部分地震能量都是通過(guò)主震一次釋放出來(lái)的叫孤立型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上述三種類(lèi)型地震中主震型地震占60％，群震型地震占30％，單發(fā)型地震占10％。第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)按震源的深淺不同：(1)淺源地震：震源深度在70km以?xún)?nèi)，一年中全世界所有地震釋放能量的約85%來(lái)自淺源地震。(2)中源地震：震源深度在70－300km，一年中全世界所有地震釋放能量的約12%來(lái)自中源地震。(3)深源地震：震源深度超過(guò)300km，一年中全世界所有地震釋放能量的約3%來(lái)自中源地震。

震源：斷層形成的地方，即大量釋放能量的地方。震源不是一個(gè)點(diǎn)，而有一定的范圍和深度。

震中：震源正上方的地面位置。第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)1.1.2地震波地震引起的振動(dòng)以波的形式從震源向各個(gè)方向傳播，這就是地震波。體波(1)縱波：由震源向外傳播的疏密波，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向一致。特點(diǎn)：周期短，振幅小。(2)橫波：由震源向外傳播的剪切波，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向垂直。特點(diǎn)：周期較長(zhǎng)，振幅較大。第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)

根據(jù)彈性理論，縱波的傳播速度大約為橫波的1.67倍，說(shuō)明縱波的傳播速度快，因此也把縱波叫初波，橫波叫次波。面波：只限于在地面附近傳播的波，也就是體波經(jīng)過(guò)地層界面多次反射形成的次生波。周期長(zhǎng)，振幅大，比體波衰減慢，能傳播到很遠(yuǎn)的地方。面波包括：瑞雷波和洛夫波第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)從實(shí)際地震時(shí)記錄到的地震波可以看出，首先達(dá)到的是縱波（初波、P波），接著是橫波（次波、S波），面波到達(dá)的最晚。一般情況下，當(dāng)橫波或面波達(dá)到時(shí)，振幅增大，地面振動(dòng)最猛烈，造成的危害也最大。地震波記錄圖第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)1.1.3地震強(qiáng)度（通常用震級(jí)和烈度反映）震級(jí)：表示一次地震本身強(qiáng)弱程度的大小和尺度。里氏震級(jí)：

式中A是標(biāo)準(zhǔn)地震儀（周期0.8s，阻尼系數(shù)0.8，放大倍數(shù)2800倍的地震儀）在距震中100km處記錄的以微米為單位的最大水平地動(dòng)位移（單振幅）。震級(jí)與地震釋放能量E之間存在關(guān)系：即震級(jí)每差一級(jí)，地震釋放的能量相差32倍。地震按震級(jí)大小分為：大震微震有感地震破壞性地震特大地震2級(jí)4級(jí)5級(jí)7級(jí)8級(jí)第一章緒論1.1地震與地震動(dòng)地震烈度指某一地區(qū)的地面和各類(lèi)建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。

烈度主要與震中距離、地震大小、震源深度、地震的傳播介質(zhì)、表土性質(zhì)、建筑物的動(dòng)力特性和施工質(zhì)量等許多因素有關(guān)。地震烈度表為評(píng)定地震烈度，需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是地震烈度表。它以描述震害宏觀(guān)現(xiàn)象為主，即根據(jù)建筑物的破壞程度、地貌變化特征、地震時(shí)人的感覺(jué)、家具的動(dòng)作反應(yīng)等進(jìn)行區(qū)分。日本采用8個(gè)等級(jí)的地震烈度表。一些歐洲國(guó)家采用10度劃分的地震烈度表。我國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家都采用12度劃分的地震烈度表。見(jiàn)附表。第一章緒緒論1.1地地震與地地震動(dòng)1.1.4地震震區(qū)劃與地地震影響地震烈度區(qū)區(qū)劃圖（（地震危險(xiǎn)性性分析概率率方法）地震基本烈烈度：在50年期限限內(nèi)，一般般場(chǎng)地條件件下可能遭遭遇超越概概率為10％的地震震烈度值。。一般情況況下，抗抗震設(shè)防防烈度可可采用我我國(guó)地震震烈度區(qū)區(qū)劃圖的的地震基基本烈度度或與《《抗震規(guī)規(guī)范》設(shè)設(shè)計(jì)基本本地震加加速度對(duì)對(duì)應(yīng)的烈烈度值。。常用術(shù)語(yǔ)語(yǔ)：(1)震震源深深度(2)震震中距距(3)震震源距距(4)極極震區(qū)區(qū)(5)等等震線(xiàn)線(xiàn)第一章緒緒論論1.2地地震震活動(dòng)性性1.2地地震震活動(dòng)型型1.2.1世世界地地震活動(dòng)動(dòng)性地球上的4個(gè)個(gè)主要地震帶帶：(1)環(huán)太平洋地震震帶全全球約80％％淺源地震和和90％的中中深源地震，，以及幾乎所所有的深源地地震都集中在在這一地帶。。(2)歐亞地震帶除除分布布在環(huán)太平洋洋地震帶的中中深源地震外外，幾乎所有有的其他中深深源地震和一一些大的淺源源地震都發(fā)生生在這一地震震活動(dòng)帶。(3)沿北冰洋、大大西洋和印度度洋中主要山山脈的狹窄淺淺震活動(dòng)帶(4)地震活躍的斷斷裂谷第一章緒緒論1.2地地震活動(dòng)性世界地震震中中分布略圖第一章緒緒論1.2地地震活動(dòng)性1.2.2我我國(guó)地震震活動(dòng)性我國(guó)大致可劃劃分為6個(gè)地地震活動(dòng)區(qū)：：(1)臺(tái)灣及其附近近海域(2)喜馬拉雅山脈脈活動(dòng)區(qū)(3)南北地震帶(4)天山地震活動(dòng)動(dòng)區(qū)(5)華北地震活動(dòng)動(dòng)區(qū)(6)東南沿海地震震活動(dòng)區(qū)我國(guó)的2條主主要地震帶：：(1)南北地震帶(2)東西地震帶第一章緒緒論1.2地地震活動(dòng)性我國(guó)境內(nèi)震級(jí)級(jí)大于或等于于6的強(qiáng)震震震中分布第一章緒緒論1.2地地震活動(dòng)性1.2.2近近期世界界地震活動(dòng)性性時(shí)間地點(diǎn)震級(jí)震害1999.8土耳其西北部7.415000多人死亡1999.11土耳其7.2近1000人死亡，5000多人受傷1999.9.21臺(tái)灣省中部7.32000多人死亡2001.1.26印度西部7.9超過(guò)兩萬(wàn)人死亡，16萬(wàn)人受傷2001.2薩爾瓦多6.6827人死亡2003.2.24中國(guó)新疆6.8268人死亡2003.5.21阿爾及利亞北部6.2近2300人死亡，1萬(wàn)余人受傷2003.12.26伊朗東南部克爾曼省巴姆地區(qū)

6.3至少3萬(wàn)人死亡，5萬(wàn)多人受傷，巴姆古城70％的住宅被夷為平地，有2500多年歷史的著名磚體建筑巴姆古城堡基本坍塌2004.2.24摩洛哥北部6.5628人死亡、926人受傷，15萬(wàn)余人無(wú)家可歸2004.10.23日本新潟縣

6.8至少35人死亡、2000多人受傷2004.12.26印度尼西亞蘇門(mén)答臘島附近海域9引發(fā)的海嘯波及東南亞和南亞數(shù)個(gè)國(guó)家，造成17.4萬(wàn)多人死亡，10.6萬(wàn)人下落不明，11個(gè)國(guó)家的150多萬(wàn)人流離失所第一章緒緒論1.2地地震活動(dòng)性1999年9月21日，，臺(tái)灣省中部部地震第一章緒緒論1.2地地震活動(dòng)性2001年1月26日，，印度大地震震第一章緒緒論1.3地地震震害1.3地地震震害1.3.1概概述地表破壞：主要有山石崩崩裂、滑坡、、地面裂縫、、地陷和噴水水冒砂等。工程結(jié)構(gòu)的破破壞：(1)承重重構(gòu)件承載力力不足或變形形過(guò)大造成的的破壞。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)喪失整體性性而造成的破破壞。(3)地基基失效引起的的破壞。次生災(zāi)害造成成的破壞：地震造成的次次生災(zāi)害有水水災(zāi)、火災(zāi)、、毒氣污染、、滑坡、泥石石流和海嘯等等，由此引起起的災(zāi)害也相相當(dāng)嚴(yán)重。第一章緒緒論1.3地地震震害地震造成的破破碎帶，引起起地表沉陷、、隆起、裂縫縫、液化等地地表破壞第一章緒緒論1.3地地震震害座落在活斷層層上的一座二二層小學(xué)教學(xué)學(xué)樓被完全摧摧毀第一章緒緒論1.3地地震震害建筑物倒塌第一章緒緒論1.3地地震震害樓房底層空曠曠，結(jié)構(gòu)不合合理，房屋整整體傾斜，二二樓成了一樓樓第一章緒緒論1.3地地震震害地震時(shí)河床變變形，導(dǎo)致跨跨河公路橋梁梁跨塌第一章緒緒論1.3地地震震害地震后水壩被被震塌第一章緒緒論1.3地地震震害建筑物傾斜、、倒塌第一章緒緒論1.3地地震震害工廠(chǎng)倒塌第一章緒緒論1.3地地震震害害1.3.2工程程地質(zhì)條件件對(duì)震害的的影響工程地質(zhì)條條件對(duì)建筑筑物的震害害有較大影影響，設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)應(yīng)按抗抗震設(shè)計(jì)原原則和要求求選擇建筑筑場(chǎng)地局部地形條條件：孤立突出的的山梁、山山包、條狀狀山嘴、高高度差較大大的臺(tái)地、、陡坡及河河道岸邊等等，均對(duì)建建筑物的抗抗震不利。。局部地質(zhì)構(gòu)造：：（主要指斷層）(1)發(fā)震斷斷層具具有潛在地震震活動(dòng)的斷層。。多數(shù)淺源地震震均與發(fā)震斷層層的活動(dòng)有關(guān)。。(2)非發(fā)震震斷層與與地震活動(dòng)動(dòng)沒(méi)有成因聯(lián)系系的一般斷層，，在地震作用下下不會(huì)產(chǎn)生新的的錯(cuò)動(dòng)。地下水位：水位越淺震害越越重。地下水位位深度在5m以以?xún)?nèi)時(shí)，對(duì)震害害影響最明顯。。第一章緒論論1.4結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震設(shè)防1.4結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震設(shè)防1.4.1抗抗震設(shè)防的目目標(biāo)抗震設(shè)防：對(duì)建建筑物進(jìn)行抗震震設(shè)計(jì)并采取一一定的抗震構(gòu)造造措施?？拐鹪O(shè)防烈度：：一個(gè)地區(qū)作為抗抗震設(shè)防依據(jù)的的地震烈度，應(yīng)應(yīng)按國(guó)家規(guī)定權(quán)權(quán)限審批或頒發(fā)發(fā)的文件（圖件件）執(zhí)行。一般采用國(guó)家地地震局頒發(fā)的地地震區(qū)劃圖中規(guī)規(guī)定的基本烈度度。3個(gè)地震烈度水水準(zhǔn)：(1)多遇烈烈度（眾值烈度度）(2)基本烈烈度(2)罕遇烈烈度第一章緒論論1.4結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震設(shè)防抗震設(shè)防目標(biāo)：：“小震不壞，中中震可修，大震震不倒”(1)在遭受受低于本地區(qū)設(shè)設(shè)防烈度的多遇遇地震影響時(shí)，，建筑物一般不不受損或不需修修理仍可繼續(xù)使使用；(2)在遭受受本地區(qū)規(guī)定的的設(shè)防烈度（基基本烈度）的地地震影響時(shí)，建建筑物（包括結(jié)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部部分）可能有一一定損壞，但不不危及人們生命命和生產(chǎn)設(shè)備安安全，經(jīng)一般修修理或不需修理理仍可繼續(xù)使用用；(3)在在遭受受高于本本地區(qū)設(shè)設(shè)防烈度度預(yù)估罕罕遇地震震影響時(shí)時(shí)，建筑筑物不致致倒塌或或發(fā)生危危及生命命的嚴(yán)重重破壞。。地震烈度多遇烈度（小震）基本烈度罕遇烈度（大震）建筑物彈性彈塑性嚴(yán)重破壞，但不至于倒塌第一章緒緒論論1.4結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震設(shè)防1.4.2建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震設(shè)計(jì)方方法二階段設(shè)設(shè)計(jì)方法法以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)3個(gè)烈烈度水準(zhǔn)準(zhǔn)的抗震震設(shè)防要要求第一階段設(shè)計(jì)：第一、二水準(zhǔn)眾值烈度承載力、變形驗(yàn)算第三水準(zhǔn)概念設(shè)計(jì)，構(gòu)造措施

對(duì)大多數(shù)結(jié)構(gòu)，一般可只進(jìn)行第一階段的設(shè)計(jì)。第二階段設(shè)計(jì)：第三水準(zhǔn)罕遇烈度結(jié)構(gòu)彈塑性層間變形驗(yàn)算對(duì)少部分結(jié)構(gòu)，如有特殊要求的建筑和地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)，除了應(yīng)進(jìn)行第一階段的設(shè)計(jì)外，還要進(jìn)行第二階段的設(shè)計(jì)。第一章緒緒論論1.4結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震設(shè)防1.4.3抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)的基基本要求求概念設(shè)計(jì)計(jì)根據(jù)地震震災(zāi)害和和工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)結(jié)形成的的基本原原則和設(shè)設(shè)計(jì)思想想，是進(jìn)進(jìn)行建筑筑和結(jié)構(gòu)構(gòu)總體布布置并確確定細(xì)部部構(gòu)造的的過(guò)程。。建筑物的的抗震設(shè)設(shè)防類(lèi)別別：抗震設(shè)防類(lèi)別定義抗震設(shè)計(jì)抗震作用抗震措施甲類(lèi)建筑地震破壞后對(duì)社會(huì)有嚴(yán)重影響，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有巨大損失或有特殊要求的建筑物較本地區(qū)設(shè)防烈度高一度采用已類(lèi)建筑地震中使用功能不能中斷