地震与抗震设防

1１地震与抗震设防

地震，作为人们所熟知的一个名词，给人们的印象是山摇地动、房倒屋塌、人畜伤亡！比如，２００８年５月１２日发生在四川汶川的强烈地震，造成了６９０００多人死亡、１９０００多人失踪，直接经济损失达到９４００多亿元人民币。2１．１地震基础知识所谓地震，指地球断层发生突然破裂，所产生的能量以波的形式在地球内部传播，传达到地表及其附近造成地表的剧烈振动。地震是一种自然现象。１．１．１地震的成因从上述地震的定义可以看出，理解地震的成因应把握两个层面：一是地球内部存在断层，二是断层破裂存在动力或诱因。3①地壳：地表至Ｍ面之间，厚约几十千米，主要由岩石构成（表层土和水所占比重很小）。②地幔：Ｍ面至Ｇ面之间，厚约２９００ｋｍ，又分为上地幔（Ｍ面至１０００ｋｍ深处）和下地幔。③地核：Ｇ面以下。就物理性质而言，距地表越深，构成物质的密度越大，承受压力越大，温度越高。4１．１．２地震的类型对于非常复杂的地震来讲，从不同的角度可以有多种分类方法。按照成因，地震可以分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等。由于地球构造运

动引起的地震，称为构造地震，这类地震发生次数最多，约占全球地震总数的９０％以上，是地震工程的主要研究对象；由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地表或气体爆炸而引起的地震称为火山地震，这类地震约占全球地震总数的７％，在我国很少见。5１．１．３几个名词地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称为断层。地球内部断层发生破裂的位置称为震源（见图１．１）。震源到地面的垂直距离称为震源深度。震源在地表面的垂直投影称为震中。有时人们也称破坏最严重的区域的几何中心为震中。6图１．１地震名词示意图7１．１．４震级和烈度地震的大小通常用震级表示。震级就是一次地震释放能量多少的度量。震级有多种定义，通常用规定仪器所测定的、地震所造成的规定震中距地表上的最大水平位移来标定，当测定仪器和震中距不是规定值时，需要换算成规定值。较常用的震级是里氏震级，记为ＭＬ。根据我国现用仪器，近震（震中距小于１０００ｋｍ）震级ＭＬ按下式计算：8图１．２汶川地震等烈度线分布图9震级和烈度一定程度上都表明了一次地震的强弱程度，但二者有本质的区别。其关系类

似于一个灯泡的瓦数与照度、炸药的ＴＮＴ与冲击程度的关系。一次地震的震级是固定的，随

着距离和场地条件等的不同，不同地区的烈度是不一样的。10１．１．５地震活动性所谓地震活动性，是指地震发生的时间、空间、强度和频度的规律。由于地震的发生是一个能量的积累、释放、再积累、再释放的过程，所以同一个地区的地震发生存在时间上的疏密交替现象，一段时间活跃，之后的一段时间相对平静，地震活跃期和地震平静期的时间跨度称为地震活动期。11１．１．６世界地震分布在空间上，地震发生的地点是很不均匀的。世界范围内的地震呈现出条带分布的特征，称为地震带。全球有三大地震带（见图１．３），即环太平洋地震带、欧亚地震带和海岭地震带（也有称两大地震带，海岭地震带通常由于与人类工程建设活动关系不大而忽略）。12图１．３世界地震带示意图13环太平洋地震带：该地震带分布在东太平洋的美洲大陆西海岸、北太平洋和西太平洋的岛屿外侧，绵延长达４００００ｋｍ，带宽只有约２００ｋｍ，是地球上地震活动最强烈的地带，全世界约８０％的浅源地震、９０％的中源地震和几乎所有的深源地震都集中在该带上。该地震带所释放的地震能量约占全球地震能量的８０％。14图１．４中国地震带示意图15作为地壳运动的一种形式，地震的发生是不能阻止的。但地震本身并不是灾害，当它达到一定强度，发生在人类生存的空间范围，且人们尚没有足够的抵御能力时，便可造成灾害。

地震越强，人口越密，抗御能力越低，灾害越重。１．２地震灾害与抗震防灾16１．权２．擦１欢地震蚊灾害所谓由灾害获，挪指局任何议引证起人额员舒伤亡阴、胞财劳产损昏失且本超出拥承受描能力释必须罪向等外界拢求援舱的恶嫂性事倚件桐。再一遭次地惹震发聋生后嘴，粗随维地震钱强度掀、遵区美域防管灾减绕灾能防力等析复杂井的自菌然杏和社葡会因夸素的援不同斤，机可霞能导换致饿不同脂的结晴果偿。份对于泊震级捏小耍、躁防灾担抗灾斧能力苹强殊的情爆形号，奏可能滔没有扁造成录灾害祖；京而老当舱震级袄大辉、舰防灾饲抗灾术能力咳差时鹅，生则暂会形暂成程地度不刺同的奴灾害遵。17①建筑嫂物和予构筑邪物的膨破坏探或倒拆塌灶，压地面山破坏摊，篇如市地裂密缝碑、钞地基赔沉陷挡、浇喷悬水冒帽砂援等血；②筹山兰体等掏自胳然物坐的破碎坏浅，湾如山衰崩熟、虹滑翅坡亩、身泥石喘流等鼓；③戴水体炸的振叼荡造，葱如海崭啸染、刃湖震裳等皂；④总其他剪直接县事件阳，排如滥地光奶烧伤病人畜牵等序。18地震扛灾害久的突夸出粗特点吓主要忧表现批为葬：①眨突发总性疏，姨巨大征的地饱震灾蛛害发昌生在钞短暂凉的瞬糊间盐；②议空间屑不均绩匀性图，报灾执害发撞生在锻非常块局限盈的空航间上挡；③世不确健定性滤，挂人培们无胶法准悄确预匪知其猴时间红、享空勤间和眨程度晋；④俱严重呈性帅，僻一些靠大地火震造下成的朽灾害州甚至研是毁畅灭性墨的面。19１．鲜２．和２娘地球功与地由震灾荡害并碑存地球柄伴随痒着地醋震的炕发生晨，禾同暗时也艇经历悉着一汤次又汪一次治的地稻震灾寄害秆。失以妻下是牢１伏９０斥０启年以建来萝死丸亡人口数超重过缩慧１槽万人未的世梦界最盆严重宫的地字震灾皮害抗：１９授０８奥年杀１雀２拔月崇２８搜日龟，恼意则大利米最南完端和忙西西消里岛醋东部瓶Ｍ假Ｌ痛７曾．少２踏级鸟地震然，围死址亡硬１２接．钱３源万纪人秀；１９泉１５股年饼１芒月峡１学３西日新，皆意大飞利阿反维扎织诺地冲区哗Ｍ征Ｌ宿７吉．床５芒级地底震六，馆死亡誓近证３剪万人汇；１９若２０别年撕１喉２卖月奥１６执日伸，简中客国甘改肃泡Ｍ霉Ｌ洗８五．唱６炕级地纺震川，叠死亡俩２闷０菜万人定；20１．酸２．隔３露中国听的地恋震灾梢害我国已是地恒震灾钟害最扮为严神重的割国家州之一津。肿据确统计绩，塌２熔０鞋世纪广以恋来态，孤我国货因地否震造弃成的席死亡被人享数占言世界榨同期蛛地震参死亡蚕人数谦的一泥半以嗽上星。史料船记载江，姻我盾国历强史上围多次教遭受宝地震狐灾害到，城如肾（狼地区震震姜级均城为估肃计值白）咸：公元穴１亲３８位年袭２壳月跳２眼８刃日轨，冻甘肃惩金城带、喇陇雀西地称震头，板是人后类历链史上忌第一恼次用薄仪器英（地候尊风地耀动仪业）威记狐录到万的破袋坏性掌地震盏。21①地震妙多发岸、墙强骨度大章。踢我包国处挥于欧棵亚地咏震带临和环每太平蛙洋地宝震带能上灯，皂构造禽复杂兄，芬地渠震活归动频期繁狭，庄绝送大多炉数地姜震是趴发生例在大酬陆地图区俘的炎浅源稻地震堂，光具便有震殃源浅瓜、摊频女度高肠、火强任度大珍、煌分糕布广反的遵特征顺，碗是壶世界乓上大轮陆地苍震最桃多的卷国家纲。22②经济羽欠发架达奏、青抗震每能力勒低倚。调相对泳于多宅地震真的发拍达国幻玉家粘，返我国件（铺尤折其是拿广大因农村沾和相夸当一辅部漂分城临镇副）弹建筑食物的咸抗震更性能掀较差键，忽同个等震孕级的摊地震障成灾泪率较党高特。③仓国土大面积怖大络、片人口绣众魂多花。碍相对饱于多卷地震雪的发氏展中稳国昏家银，萌我挽国熄地震筒区面永积大蹄，风许浪多巾人口稼稠脖密地单区甜，互如台之湾提、津福建场、耽四炉川愧、愤云南挨等都丧处于范地震混的多芽发地治区封，夹约有诵一半床城市者处于落地震荣多发摔区或鞭强震挽波及焦区布。23１．协２．忠４罢抗震性防灾从上党节所湿描述毁的地怨震灾流害不匠难得窑出鞋结论喜，口人失类要跌生存圣和发比展衬，闭必须看与自拌然抗艘争崭，耳抗震硬防灾暗正糕是人臭类与眉自床然抗句争的削方式枝之一塔，家也炒是社邮会赖慰以诸发展拉的基们础之星一却，编更是厚社会共可持棋续发驼展的趟必由摧之路撑。搭抗纤震防径灾能送力已扮经成隶为衡详量社智会文嘱明进福步的愈重要宁指标搬之一悟。24不能建因为本地震义是不愧可避予免的戴自慎然现窗象就想怀疑揭抗震形防灾神的可专行性页和才有效霞性毅。障人类落在与导地震穴灾害腥的抗且争中旬已经拔总结答出们不少督行之由有效尸的防究灾胜、织抗灾已、壤减薄灾和简救灾戒经验爬，贡并换成功炮应用黑于工叠程实趁践下。疫不少鞭成功原的范柏例表转明门，那只要供充分禁运用炼科学鞭技术窜并加闻以实围施痰，少人类婶是能嫂够主蚂动戚、孕有效山地减夹轻地牙震灾饥害的婚。炸随班着科倘技水捡平的生发展爷、炉社环会的诉进步鸟和财应力舱的积被累库，武人类允在抗丢震防背灾中糖的主父观能掏动性页将越者来越穿大提。25弄清觉地震俯发生塌过程摔中地蛾震给请结构服所带纲来的瞒影响捉（荡输孙入长）怎和结粪构本滩身洽所表虚现出废的实皮际行哨为貌（答输出骡）群，安是理混解建济筑抗沾震设授防策探略的袖两个俘前提药。地震纽奉所造痰成的沸地表远及其住附近秘的剧语烈振诱动称顽为叶地震养动肿，缠它是葱造成妈结构羞破坏达的最偷主要饰原因各。看我倾国资彻料表遗明废，蚀９０娘％甘的秀建筑呆物的装破坏训是地穿震动赴的动香力破弓坏作监用所咱引起浸的歼。１．景３肤地螺震动26１．乘３．补１猜地震工波及删其构街成断层裤破裂蒸产比生的功能善量以宜波稀的驱形式涝从震隙源向沫地玩球介上质的办各个秩方向振传罩播延，争这就翼是地额震波虚。矮地职震波钱是一再种弹汇性波街，点它贿包含壶体波仙和面潜波尼。体波支，啊是动指在北介质次内部冷传播并的波怒。郑体嘱波又摇有纵远波和航横柄波两昌种昨形式剪。27图描１肆．淹５挂体波湖质点嘴振动榴形式28１．贴３．掩２仔地震柔动由地哗震波护传播慈所引杰发搞的地售面振痕动零，库即为偷地震该动拔。挖地震获动既间是地零震过筝程中枯地震模波经镰地球坚介质卸的传赢播而圈在地款表形沸成的佳输出朱，句同姐时又惑是引烫起地我表工晋程结贱构产学生振亏动的词输入翁或激黎励易。作为筛地球悉介质问的输特出握，摔地震匪动本蒙身是衔非常蹈复杂底的空璃间振部动过帆程常，烤受震矮源搅、务传播裳途径牛和场嘱地条携件的译影响蹈，慢包检含了料地震候和地骡球介坟质的遮多种哭信息掠。29图汁１切．觉６阴面波蝇质点绩振动衔方式30①不确煎定性鞠。吴虽筒然其简他作介用如愤活荷乘载够、会风荷针载等周也具滔有一豪定的姨不确启定性倾，攀但毫远不罩及地冬震动量的不问确定录性恋，灰同一颜个场链地上销从来靠没有码获得馒过相雷同的舰地震端动记钱录详，恭人们肝也更拌无法玩确知普建设剧场地换可能失遇到聋的未糟来地迹震动抖的细覆节吸，徒建筑航结构夜在使坦用寿闪命期喉内惩遭遇妄地震惕的可帅能性互和水赌平都提只能腊进行者概率疤估计亩。31②偶然裕性背。萄建筑引结构恼可能毯遭遇祸地震矿的时酷间与种其使负用寿戚命相页比极灾其短针暂泛，锻结构净设计移中地阻震作津用只伙能属矩于一初种偶宣然作茫用或红者可系变作扶用筋。③子动力任特性廉。怀地肠震动观对结删构的额影响尊是通贺过地俱表的悼运动柳施加真给结编构的燥，锦是案一种哀动力础作用负。伸其猜鲜明饼的特天点在溉于健：有结构仙所受棉到的每地震紫作用惊的忍大小桑不仅奸与地膀震动某相关敢，摄还拐与结唯构自同身的寒动力煎特性枪相关回。煤相忘同场召地上糠不同焦结构租所受咐到的余地震敢作用组水平舍是不坐同的驻。32图蜡１旱．叛７材汶川妖大地辰震卧状龙台芹站记惑录到晓的地获震时宜程曲催线33①震级被的影执响值。喂地震偷越大映，金地漫震动尽的幅屑值越纸大打，拳长周比期的赶频率垂成分类更丰忧富牌。②航震中朱距的没影响畏。教震股中距弹越大拌，拦地召震动宇的幅硬值越询小肺，结长周灾期的概频率丘成分帝相对监丰富次。③浮场地竖的影拒响锦。巩场地绢越软浓，观地幅震动全的幅泳值一怠般较扬大屡，情长周校期的产频率裳成分愈更丰豪富夕。34抗震江设防抄，饰是静指在休工程闪建设栽时对羽建筑两物进葱行抗殊震设腊计并真采取满抗震辽设施呼，令以锤达到翅预期胡的抗壳震能昌力畜。疑我国《建筑腔抗震型设计蜜规范》（持ＧＢ态５０药０１混１—２０咏１０剖）秃（夏以下茅简称《抗震筐规范》）耐规定尾，诵对华于抗成震设疏防烈丸度在部６乞度泛及其细以上和地区寇的建交筑谱，纲必须钟进行较抗震血设防案。晒由抄于地霜震的高不确抛定性护、换偶恨然性段和地脚震灾使害的冒毁灭俗性水，搭建筑胜结构蔑的抗俊震设约防是礼一个呆复杂凑的科筋学决前策问证题订。１．耕４孤建定筑抗称震设恨防策寸略35１．禁４．隔１巾地震磨中的质建筑责行为条与抗暖震设朗防思器想了圣解地滥震中惯建筑治的行凭为糠，小有助绞于理遗解建紧筑抗均震设狱防策棵略怜。地震袄中贴，陶地震林动输睛入能糕量给笨建筑兄物胃，尘建筑反物则崖通过堤运动垮、女阻君尼卵、卵变形盼等耗召散地道震能惧量叉。格地道震过依程中竹，真建绍筑物性类似列于一榆个滤傻波器板对地非震动摊进行柔滤波匪和放叮大容，石与结湾构频汗率相走近的岸频率厚成分衫被放形大蠢，钢与结腔构频货率相归差较黎大的锣频率掌成分鸦则被仗抑制侵。顺一然般情页况下涛，末建万筑物产的地舒震响经应比们地表件的地着震动眼输入访大锐。36１．巧４．循２炕建筑艳抗震勿设防锈目标——卫—三水劈燕准要吩求基于骂上述障抗震莫设防嘴思想症，灵我境国遵勤循的夏建筑例抗震止设防毯目标援可以个概括疗为三写水准淘要求霞，驻即匪：第一史水准渐：娇当杏遭受贡低于民本地毁区抗议震设括防烈字度的倚多脊遇地你震任（冤或称匙小悔震稳）致影响赚时创，薪建筑兔物一鲁般不鸟受损芹坏或初不需走修理颗仍可俭继续鄙使用赌；第二剃水准脱：众当辛遭受声相当间于本单地区因抗震茂设防俊烈度情的地疤震傻（汗或称较中膏震剑）循影响念时乞，捧建筑吼物可差能损答坏深，骗但猜经一盒般修送理即隶可恢均复正桂常使砖用领；第三贤水准径：势当孟遭受闪高于斩本地塞区抗乳震设误防烈依度的橡罕遇岁地震毯（成或帐称大词震隐）解影响计时抗，恐建筑筹物不肝致制倒塌近或发测生危扬及生穷命安罗全的糕严重肠破坏杨。37１赤）避抗震匀设防芬依据简言朋之恩，繁抗震尊设防景依据穷就是扛一个晌地区复进行台抗震成设防抽所遵狼守的梳地震叠动指拍标贡，净用手以将反映蛾该地野区所宏可能劈燕遭受煤到的学地震湖影响云的水绒平候。郑显然误，默震辉级是鄙不适烘合用作作抗庆震设衫防依菌据的鲜。航应庭予明大确宅的是功，村抗贺震设蛾防依统据是腰在综眯合考背虑地浸震影铺响水捧平驴、飞经济敲承受念能力柱和句社会仍发展暖水平移等因辱素奔的基惰础上舒给出佣的劝，毛并糖不单垄纯是桥依据钉该地守区的沟地震葵影响道水平羊。38图筐１烛．台８办三种榆烈度有含义凶及其猎关系39２零）波三个宴地震鞋水准上述搏的三赖个地负震水择准幕（保即小梦震旁、浅中因震筝、狱大震骄）钥用扬以位反惕映同寨一个浅地区浊可能籍遭受砍的地蛙震影摸响的糠强壤度和载频度体水平投。《抗震建规范》规定晒：多遇教地震定（团小擦震炮）锤为亭５０袭年反超越座概率塔为陪６３负．桑２裙％碗的怠地震随影响蔽水平澡，碗相陡当于百重现役期为胡５均０此年蚀；设防威烈度疑地震皇（穴中位震田）匀为偏５０礼年仙超越版概率猾为耗１０绍％浩的危地震活影响林水平签，虫相鲁当于慈重现仓期为顷４持７５即年群；罕遇什地震好（台大羡震叛）幻玉为棍５０航年比超越定概率享为支２返％柴～赵３享％再的地莲震影栏响水外平核，蒜相当坑于粱重现沸期为析１锈６４戴２—２４燃７５辆年杯。40３妹）舰结构巴性态丈与要厌求结构述在三泉个地亡震水含准作栽用下良所表泽现出作的性哨态在韵抗震腥设计界时应摘该按诵照如利下原铅则把裹握殊。第一浅水准案，守结质构基景本处肠于弹牢性工倒作状聋态佣，扁不仅喂结构愤构件巡寿不发初生损有坏羽，共非结各构构咱件也顶不能疫产生储需要馆修复能的破异坏挽，汉如填冤充墙块等具继有明台显租脆性饭特征涌且只特能承薄受有港限变柜形延，扩当变樱形超何过一湖定限狂制即期会产捡生开则裂导。莲因此庭，障这很个水罢准要恭求限愁制结裕构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