工程结构抗震与防灾

工程结构抗震与防灾

主讲人：黄雄军手机：E-mail：

第1章结构抗震基本知识§1-1地震基本知识

地震是一种经常发生的自然现象，只不过在发生小于四级地震时，人们没有感觉。但是，如果地震发生在人群居住地并且地震级别较大时，将给人们带来灾难甚至是灭顶之灾，例如：1976年的唐山大地震，2008年的四川汶川大地震及2013年4月的四川芦山地震。

尽管目前人们尚不能控制及预测地震的发生，但是实践表明，设计出抗震性能优良的建筑物，则有可

能减少地震带来的生命与财产损失。因此，为了抵御和减轻地震灾害，有必要进行工程结构的抗震分析与设计。一、地球的构造地球：地球是一个平均半径约为6400km的椭圆球体。

由外到内可分为三层，即地壳、地幔与地核。地壳鲜：地球拥外表芦面的我一层宁薄壳哪，平风均厚捡度约姻为30数km，最剂薄处践约5k餐m，地战震多晓发于剑此。通常诞认为吉，地念壳（伐地球继最外闭层）啦是由孙一些子巨大饮的板厕块蛙所竹组响成背的陵，待板喘块洞向缘瑞下病延绪伸法的矩深沙度动大蛾约使为70懒-1仰00奖km。地幔主要粪由质川地坚兰硬的随橄榄予岩组岁成。坏由于穿地球延内部躬放涝射艳性问物殿质告不饮断掀释疗放坟热救量斗，阴地绩球羽内谦部榨的仇温犬度白随筝深普度的师增圣加辈而枯升腰高河，顾导迈致导地夹幔迈内组物锡质报的凝对名流纷。地伤核是地孤球的挠核心登部分狗，可晚分为冻内核之与外柳核。二、猜地震赴的类杨型与演成因地终震陡安肥全厕成让因尽主般要拆分备为轮：构薪造虫地执震火灿山曾地烧震水览库职引雨发爽地建震矿山循开发人雄工您爆闯破其偿中秤，放前丈两浇项袄为抬天煌然咸地椒震骂，苗后侍面茅为捐诱稍发穗地扔震隆。构造佩地震榨的成圆因主平要有图：1.断城层留说地娃球创内市部生在品不担断嘴运食动揉的伪过滚程推中岂，拢始汁终馋存寻在恋着凑巨伪大的能顽量，电造成膜地壳陡岩层摸不停托地连贫续变贺动，需不断脊发生脖变形，纺产生爷地应秆力。当瞧地键应责力姨产撑生猎的坝应每变匠超裁过耐某园处雄岩杆层经的衬极开限灾应闻变顺时，岩筋层就训会发在生突款然断裂筛和错遍动。2.板块锁构造乖说地照球拣表虫面剂的辅岩伶石假层拌不杯是注一最块附整北体喝，气而纠是安由悔六配大香板块减和辨若孝干鞭小骗板藏块喘组份成岩，键即还欧武亚那板骆块痕、昆美充洲蓄板劫块壁、参非画洲板块贞、太风平洋享板块夫、澳仅洲板谊块和盯南极展板块欢。由于蜻地幔始物质蒸的对烈流，新板块杀一直霉在缓推慢地大相互座运动可，板刺块佳构抢造锈说培认链为迈：廉板将块假的哭构歌造舟运丢动秋是俱产助生拉构滨造征地震缘瑞的全根硬本闸原漫因。从局呀部机潮制上秤分析权，地尘球板溜块在此运动姥过程矩中，明板块之厕间的戏相互拖作用钩力会肤使地传壳中慰的岩骄层发器生变盘形。均当这涌种省变递形吸积乓聚颤到恨超独过处岩共石坟所废能烂承悼受星的拴程勇度具时担，选该充处神的岩缎体高突加然栗断州裂辽或叮错盯动辛，途从禽而需引举起绳地健震军。三、产世界虹的地凡震活葬动据使统端计壁，党地迟球期上跌平照均有每弦年膨发肯生断震方级8级以嗓上、雪震中烈趟度1白1度纵以众上研的盆毁玩灭植性切地惰震2次；耕震级7级出以词上能、记震陈中烈羊度9度线以夕上敢的碰大吓地海震底不胜到20次起；行震鱼级做在2.加5级粥以朋上眠的有村感动地桑震1摊5万次沸以上杠。三、锈我国眼的地友震活富动我国芳东临惜太平负洋地何震带析，南溉接欧漠亚地袜震带龙，地电震分布醋相当责广泛匙。我而国6个抛地婶震绸活堤动针区且：台湾帅及其危附近贯海域喜巾马灯拉幻玉雅途山逼脉绪活域动办区南北蒸地震属带天山需地震旺活动府区华北伤地震饲活动难区东南兔沿海深地震榨活动净区五俭、询近蒜期棍世坝界睛地事震孟活爆动20虑04年12月2满6日印饼尼发戏生的烧地震询为8.肺7级牵；20爬08年5月12日俯四得川茅汶忌川挽发仍生艺的注地辱震峡为8.纺0级；2学0鸡1尼0年1月1捆2日忠海喇地万发蒜生弟的项地耐震首为7倾.宋3级；2捞0住1景0年2月2凉7日智身利发假生的仆地震胸为8.胜8级；2乌0蚁1棉1年3月1越1日酱日比本巨发露生酱的擦地志震岭为9.搜0级，匹引发海啸岩与核趁泄漏园，以忧致造扩成巨涨大的蛇灾难印；20遇13年4月20日四圈川芦缝山发晚生的仍地震株为7疼.阿0级凭；§1征-2地震型的基流本术棕语一、河震源谁和震棵中地球夸内部款由于倘某种裹原因促发生筋振动奖，并色以波糊的形纸式传的递到恩地表则引起雷地面追震动内部臭发生愈振动重的地傲方称造之为炎震源震源刮在地旋表的芒投影赏叫震转中震源峰至地姐面的辽垂直龟距离饿叫震钳源深疯度根皆据声震掠源辰深并度顷将丸地软震迈划皮分物为辩：浅更源旅地仓震——震源跨深度滑小于60田km；中缎源竹地点震——震源姜深度董在60横km琴-翠30念0k你m之咏间均；深源坝地震——震扯源跟深抗度筛大语于30斑0k他m；其中旱，浅翁源地传震的颜破坏鹊性为芒最大踏。二、帆地震版波地白震梅由田于达地春下俱岩卷体巡寿发赔生涝断腔裂循、场错源动翁产灿生缝震乞动毙并碰以波的符形式灯从震届源向纤外传图播，茫即为帝地震恭波，处可分井为体荣波与辈面使波稿。（1）勤体臣波体波摔是指苗通过姥地球脑本体绩内传止播的呼波，患包含垦纵波召、横波童。纵艇波巩：质点裁振动纪方向悠与波片的传夜递方山向一阵致的境波。横荡波剂：质点桌振动哪方向福与波虎的传梯递方裹向垂土直的赏波。纵寸波舅：压缩跌波，女无论杏是在藏固体旋内还忠是液笋体内洒均能传播械；周期舌短、民振幅鸭小，贺在地钞面引灯起上影下颠访簸运仰动。横波桐：剪老切钞波闸，相只贺能炕在和固椅体室内克传蒙播萄；周缝期化较首长从，摧振嘱幅陪较娘大剃，吧引简起裕地棍面限水班平盾方权向川的运注动膊。（2）淡面磨波面陪波午是惊指道介岩质抛表佩面伞或涂地器球博表灾面湿及齿其车附颈近虑传虚播座的波伤，际一之般砖认帮为武是捐体驾波青经腿地挺层爷界啦面俗多慈次雀反玻射条形偿成硬的斯次献生波忍，代包君含踢瑞捏雷筹波吉和封乐绞普慨波司。瑞雷辆波传秆播雄时扒，亮质抢点乱在维波抱的吴前倒进仍方吹向馋与某地翠表特法法向组汇成括的矛平因面筝内弹作消逆等向跨椭距圆扇运贵动摄。恳这政种贿运洁动榨形诵式粉被盗认吼为是形阅成地术面晃魂动的抚主要得原因土。乐夫纤波传播早时，汪质点傻在与资波的会前进嘴方向平垂直恼的水平令方帅向姿运书动恨，住在墓地胆面受上龄表插现忆为追蛇钥形判运商动茫。瑞雷波振动轨迹剖面(a)和射线(b)地窃震竞波锡的征传怪播帮速绩度芬，圆以比纵荡波念最甜快肤、凝横守波侧次罩之假，宅面波最险慢。所好以梁，摘在锡地乌震粒发悼生断的附中讯心兄地便区撒人疮们兄的嗓感坛觉权是呆，盆先上下养颠簸索，后济左右谎摇晃宴。当锹横波辆或面掠波到殃达时伏，地裙面振动艺最为里强力亚，产眯生的尽破坏衬作用尚也最绝大。在离粱震中土较远穷的地影方，倒地震豆波衰优减，震地面今振动街减弱搁，择破具坏助作罩用牢也宗就双减圆轻蔑。三反、捉地饮震乞震泄级地棋震急震拒级同是真表斩示录地仅震雀本阶身走大绞小欧的柱一盾种畅度火量挂。丧其近数值是雷根据漆地震衬仪记罢录到兽的地本震波旅图确好定的帮。例射如某雾时某元地自发投生混了悄里撤氏7级脚地斤震距。地捷震某震锤级M与震肺幅的稿关系副：地碎震特震苹级M与震畜源释喝放能猾量的殖关系疼如下篮：从该禁公式杆可以商知道休，如芝果地衣震震反级M增加1级期，婆则震源历释放滴能量E增加衔大约仁为3权0倍。四、移地震烤烈度地震振烈度趴是指势某一流区域喷的地如表和势各类蔬建筑朋物遭烫受某一馒次地非震影既响的枯平均首强弱讯程度快。一次崇地震物，表丛示地马震本守身大背小的修震级药只有纲一个贱。然合而掌，薄由楼于书同挨一品次凑地素震昆对色不胀同歇地捷点驳的贡影忘响扔不挽一伟样网，孟随着纲距伴离添震喷中贤的啦远戒近病会饮出榨现琴多离种洋不肾同渣的室烈倘度纠。此外续，由舌于地越层土炭不一费样，束地震撞波的丙表现悼也不孩一样荣，耍因犁此遇震幅中湿距董相角同为的尿建寺筑喂，赏其垒破渴坏攻程止度简也械不披一仆样活。此外缺，地把震烈锦度与佣地面渗上的询建筑兄物的交抗震苦性能授也有关黎。0却8年8月抗底旋在西攀据枝斥花锡发继生庄的6殃.北1级壶与20枯10年4月玉树地添震带爷来的乒破坏贝也相贸对较岁大，贷原因包之一哥就是未处于狡山区农共民的抢房屋探大部筛分是似土坯次房，胜即使索不发裹生地戒震，遮也应胀该旅是野危肿房专。地震喊等级撇在地塌震发捏生后职不久摧就可脂以确君定，库但是赌，地缓震醉烈夫度晋则换要嫌经星过企调宾查浅后袖才脊能粪确旺定怠，讽时浇间享相线对遗较泊长撤。例如连，5长.宗1挽2汶川耗地震衣发生按后，艳国家路地震市局随布即就发布熊了地御震的醉等级偏为7.引8级，编两天渠后修浙改为8泉.之0级妈。朴但是地灾震烈尼度的妈情况朵则是煌在9月垒初办公斜布闪。汶捆川厅地密震肉的骨烈端度壤分京布器情钞况§1谈-2地谅震魄动布特扩性由地尖震波娇传播缸所引职发的枣地面牌振动努，称添为地绪震脊动目。一阵般布通滤过披记妨录辞地量面清运滨动隐的往加甘速毯度推来益了金解榜地波震圈动肤的特性帆。地凝震松动疲的参三耀要雪素喇为纲地掏震歉动疫的钻峰脊值俯（报最延大凭振苏幅腰）正、频矛谱奏和盗持散续撒时视间睛。工程蹲结构赔的地拨震破爷坏与斗地震搏动三钩要素皮密切屠相关乞。每料次昏的首地析震厅动路记碑录典都助是果不腥一爪样毅的章。忙但璃可震根臂据含地足震后的饱构筑栗物的演破坏坡情况达或者捆通过见人工将合成旨的办益法确峡定几涌种重典家型逢的升地并震腐动颠，绸作业为穴进第行版工让程蓬结绒构挤的拍抗像震侄分骡析针用兵。一、河地震还动幅情值特伴性地剪震慨动能的激幅肤值啦可某以扑是们地呆面质的斯加杀速才度煎、富速赞度隶或揪位拐移的某心种最勇大值勤或某号种意负义下努的有昼效值珍。目刃前县采煎用与最分多吃的喝地扛震难动尚幅星值延是加地商面膀运扒动配最毯大正加傻速度拥幅弟值脖，互它狱可桐以仅描雀述家地阔面乎震翼动间的裂强穴弱温程尸度爽，角且档与碎震怜害有神着存密嫁切芝的购关高系飘，堵可笛作战为亿地得震拒烈德度骑的椅参答考今物桥理惕指己标削。二倾、棕地占震般动钥频起谱易特歌性震挂级预、槐震丈中扭距屠和风场事地句条托件初对河地维震敌动套的可频暗谱除有温重树要的屋影摔响约，恩震笔级孟越径大葵、缎震搂中纵距住越薪远活，慈地但震撕动浅记惨录络的戚长挨周期分饶量就岭越显薄著。地基刃土中后软土微且地哥层厚腐的地傍基上诞的卓朽越周海期偏嚷向长周稿期，姥因此担地震千动的勒作用烫就可梦能被息放大揉。三名、供地苍震篇动改持饺时里特萄性地侦震卧动醋持悔时绝对互结那构炭的澡破施坏钉程既度东有渣着寨较贫大票的迁影错响辟。在缴相告同步的葱地臣面铸运公动闻最纳大束加集速漆度累作阅用但下粒，冠当固强袭震群的搭持乐续时间标越长射，则像该地栗点的毅地震谣烈度按就高夹，结绑构物膀的地梅震破坏地就重场。地汽震宴的筝破蛙坏滥作掩用1.地表番破坏誉及其航影响地疏表躺破农坏伤表等现兆为枪地重裂陶缝慈、铜地益面袖下输沉蛋、勤喷催水害冒妻砂嚷和滑悟坡严等仿形滚式草。地厨裂荷缝苍分吐成疏为壁构浮造城性袭地徒裂粪缝箭和拳重洗力脉式琴地鸡裂窜缝刷。地面谢不均程匀沉鸡陷易港引起斗建筑膛物的躺破坏鞠甚至脾倒塌吩。2扁.建馋筑心物祖及续构饶筑省物阅的绣破烈坏由地缝表破塘坏造屈成的思建筑祸物破骂坏性码质上醒属于偏静力建破坏鸟，图这恒种猪破型坏锹有巧时粘是鼠灾肆难做性摩的抛，愁如岸北披川更县帮城曾的锡一贱些场建筑衬的肿破嘴坏天。更多钓的建扔筑物绿（大伯约9爱0做%）破托坏由处于地窃震地遮面运联动的出动左力勉响作应时引擦起诉的废，积在犹性源质渐上开属冻于宜动撒力被破笛坏讨，停也草是斗人们青通伯过引改邻善学建涝筑利物湿设偷计嚷可名以魔控永制际的忆。桌因浓此板，童结宝构乒物盯动力脑破川坏轧机拔制形的傻分皮析梯，绞是浇结落构薯抗床震插研咽究负的顷重蹄点锹和划结竞构物抗震满设布计近的颜基轿础键。建筑俗物的廉动力世破坏改主要泼表现妹为因勇为主联体结袖构强白度不足劈燕所形属成的酸破坏采和结狮构丧句失整辫体性押两类桨破坏四形式袍。3.次生军灾害如地劣震形沿成的秒堰塞许湖、怒水坝斧、煤全气、愚通讯优、易燃扎、掘易鞋爆营、陵有着毒灯物嗽质踢的亚容碗器师的想破木坏且给瞧人猫们碰的黑破枣坏响也线相当需巨哗大轿。铸例论如胞北润川楼的型唐窝家溉山统堰科塞疏湖挣，锡若腥不敬及硬时愈处座理崖，给杂下凭游扰造冬成独的痒破形坏婚有届可绳能盾大滑于冻地双震臣本胃身盆的枝破狱坏绳。§纠1港-怠4工程撇结构待的抗啊震设总防一、紫基本蛮术语抗槽震临设雹防穴烈廊度按国盗家规豪定的串权限概批准役作为夏一个库地区醋抗震统设防皆依据盯的腿地京震计烈晓度竞。喷一晨般唤情贼况饺下柳，国取5躁0年内奇超越砖概率纤为1犁0虚%的地伯震烈物度，惜也称亮为基虎本唯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