qAAA建筑结构抗震设计.ppt
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1、建筑结构抗震设计,抗震结构设计,重 点 第1章、第4章 基本概念 第3章 地震作用计算 第5章 框架结构抗震计算 第6章 砌体结构房屋,第1章 地震与抗震设计基本知识,地震的一般知识 地震震级与地震烈度 地震的危害 工程抗震设防,1.1 地震与地震动,一、地震基本知识 1、地震的分类 构造地震: 火山地震: 陷落地震: 诱发地震:,2、构造地震的成因和分布,成因:断层说、板块构造说。 断层说,地质断层的类型,在自然界,大规模的破裂面被称为地质断层。一条断层的两侧可以逐渐地并难以察觉地互相滑过;也可以突然破裂,以地震形式释放能量。,犹他州喀那布附近的切过岩层的小而清晰的正断层,形形色色的断层,1
2、988年亚美尼亚地震造成的新鲜断崖,在海滨地区跨圣安德烈斯断裂的篱笆在 1906年旧金山地震时 错动了2.6米,远处的土地向右移动,埃莫森断裂崖的新鲜断面显示 1992年兰德斯地震后的滑移(称之为擦痕),板块说: 大陆漂移假说:它是德国气象学家魏格纳(Wegener)(18801930年)在讲课中提出来的。 这一假说在约10年时间内没有受到地质界的重视。在1922年2月16日有一篇评述魏格纳的书的一无人署名的短文,发表于著名的科学杂志自然上,说“该书直接应用了物理学原理,但遭到许多地质学家的强烈反对”。 魏格纳假定一个超级大陆于3亿年前破裂,其碎块漂移出去形成现今的大陆。作为证据,他指出不同大
3、陆的大型地质构造,如非洲西海岸和南美的东海岸似乎可以吻合。这一原理能够解释许多地质学问题,在以后几十年代中成为辩论的主要焦点。,由洋中脊,海沟和转换断层构成边界的主要构造板块 美洲板块,欧亚板块,印澳板块,太平洋板块,南极洲板块等,来自以色列的精彩实例 原来水平的刚性岩石层在长时期作用的构造力挤压下褶皱,板块学说的佐证,地震序列 弹性应变能释放,以波的形式扩散。经多次 反射、折射形成持续过程。加之断裂错位不是瞬 间完成的,形成地震序列。 主震:最大的一次地震 前震:主震之前发生的地震 余震:主震之后发生的地震 主震型(能量突出) 震群型、单发型或孤立型 3、地震带 岩层断裂带 我国是多地震区,
4、邯郸处于太行山断裂带。,4、地震周期性,活跃期 平静期 76年后,我国经历了十多年的平静期,从90年开始又进入新的活跃期,已发生多起5级以上地震。,5、震源 地下地震的发源处 6、震中、震中距、等震线 垂直于震源的地表为震中,7、浅源地震300km,8、地震波: 体波和面波,体波: 纵波 :P波,为压缩波 ,速度快,产生颠簸。 vp=1.67vs 横波 :S波, vs为剪切波,速度稍慢,产生摇晃。,地震P波(纵波)和S波(横波)运行时弹性岩石运动的形态,勒夫波和瑞利波传播过程中近地表岩石的运动,面波:有勒夫波和瑞利波,vR=vL=0.9vs ,能量大,破坏大,产生颠簸摇晃。,地震波记录图,地震
5、波的应用,震源的确定。 震级的确定。 地质勘察,如地球内构造的研究等。 核爆炸的探察等。,21世纪中国强地震活动分布图,二、汶川地震的基本知识,汶川地震的破裂传播图,震源位置图,我国地处世界两大地震带上,龙门山断裂带构造位置图,汶川地震的影响范围,余震时间序列图(5级以上),主震、余震分布图,余震震级统计图,1.2 地震震级与地震烈度,1、 震级 一次地震强弱的等级。 现国际上的通用震级表示为 里氏震级。 (Richter) 用标准的地震仪在距震中100km处记录最大水平位移A(以m=10-6 m计)。 震级M=logA,查尔斯里克特(19001985年),震级与能量的关系 logE=11.8
6、+1.5M 震级差一级,能量差32倍之多。,按着这个定义,对一个100千米外的地震,如果标准地震仪记录到1厘米的峰值波振幅(即1毫米的104倍),则震级为4级。,1级 微震,人们无感觉。 24级 有感地震 5级以上 破坏性地震 7级以上 强烈地震 8级以上 特大地震 现记录到的最强地震为8.9级。,唐山地震7.8级,2、 地震烈度 某一地点地面震动的强烈程度,由地面建筑 的破坏程度,人的感觉,物体的振动及运动强烈 程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度 确定。 注意与震级区分。,3、 烈度表,分为1-12度(不同的国家的分度方法不同) 中国地震烈度表 分项:人的感觉 ,大多数房屋震害程度
7、,其他现 象 ,加速度(水平向)厘米/秒 ,速度(水平向)厘米/秒 I度:为无感觉, VI (6)度:惊慌失措,仓惶逃出 ;损坏一个别砖 瓦掉落墙体微细裂缝 ;河岸和松软土上出现裂缝。 饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂 缝、掉头 ;加速度63厘米/秒 。,VII (7)度:大多数人仓惶逃出 ;轻度破坏,局部破坏、开裂,但不妨碍使用 ;河岸出现塌方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏 ;加速度125厘米/秒 。, (8)度:摇晃颠簸行走困难;中等破坏,结构受损,需要修理 ;干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏 ;加速度250厘米/秒 。, (9)度:坐立
8、不稳行动的人可能摔跤 ;严重破坏,墙体龟裂,局部倒塌,复修困难 ;严重破坏,墙体龟裂,局部倒塌,复修困难;加速度500厘米/秒 。,烈度表,(10) 度:骑自行车的人会摔倒,处不稳状态的人会摔出几尺远,有抛起感;大部倒塌,不堪修复 ;山崩和地震断裂出现,基岩上的拱桥破坏,大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁;加速度1000厘米/秒 。, (12)度:地面剧烈变化,山河改观 。,烈度表,注意:,12度分。 评定标准:人的感觉,房屋破坏,其它现象,物理指标。 6度开始有破坏。 加速度:10度为1000cm/s2 9度为500 cm/s2 8度为250 cm/s2 7度为125 cm/s2 6度为63 cm
9、/s2,问题:一建筑物可假定为刚体,质量为100t,问该建筑的地震力在69度时,分别为多少?,4、基本烈度和烈度区划图 地震烈度不同,建筑物的地震力不同。一个地区的抗震设计应取多大的地震烈度合适?设防烈度基本烈度,基本烈度:在50年期限内,一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。,烈度区划图(或新出的中国地震动峰值加速度区划图): 按基本烈度划分为不同的区。意义:做为抗震设计的依据。邯郸为7度区(地震动加速度为0.15g),设计基本地震加速度值,1.3 地震的危害,一、基本情况 本世纪以来,全世界破坏性强的地震平均每年18次, 造成经济损失达数千亿美元。126万人死亡,近千万人严
10、重伤残。 我国本世纪以来,发生6级以上地震500余次,8级以 上地震9次。 一次大地震可在数10秒钟之内使一座繁荣的城市变成 废墟,人们几代人的积累和财富化为乌有。,1976年7月28日,在河北省唐山、丰南一带发生了7.8级强烈地震,唐山地震造成24.2万人死亡,16.4万人受重伤,仅唐山市区终身残废者达1700多人,倒塌民房530万间。唐山地区总的直接经济损失达54亿元,公共设施遭受严重破坏,灾情之大举世罕见。,二、地震灾害,直接灾害:震动造成房屋被毁,地裂、滑坡、地陷、塌方等造成道路、矿山等的毁坏,海啸摧毁港口、船只和近海岸的建筑物等等。,次生灾害:油罐、输气管道破裂引起火灾,水坝决口引起
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