第12章 地震作用与结构抗震
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1及其分类 地震是一种自然现象，由于地面运 动而引起的振动。振动的原因是由于地 壳板块的构造运动，造成局部岩层变形 不断增加、局部应力过大，当应力超过 岩石强度时，岩层突然断裂或错动，释 放出巨大的变形能。这种能量除一小部 分转化为热能外，大部分以地震波的形 式传到地面引起局部地面振动。这种地 面震动称为地震 1
本烈度。
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2、地震分类
（1）地震按其成因分 地震按其成因可分成四种：构造地震、火山地震、陷 落地震和诱发地震
浅源地震(震源深度＜60 km)
（2）按震源深度分
中源地震(震源深度60 ~300km) 深源地震(震源深度＞300 km)
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12.1.2地震强度 1、地震震级
地震的震级是衡量一次地震释放能量大小的等级，用符
在往复水平地震作用下，即产生斜裂缝，甚至倒塌
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（3）地基和其它原因造成的震害 建造在软弱地基土的高柔建筑物，烈度虽不甚高，但由
于结构自振周期与地基土卓越周期接近，发生类共振而导致 建筑物破坏 的例子也是屡见不鲜。
防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞也容易造成震
害。
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12.1
地震的基本知识
12.2.1抗震的设防的依据和目标 1、抗震设防的依据 我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定，抗震 设防烈度为 6 度及以上地区的建筑物必须进行抗震设计。抗震 设防烈度是一个地区的建筑抗震设防依据，抗震设防烈度必须 按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
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抗震的基本知识
2、地震烈度 地震烈度是指地震发生时在一定地点振动的强烈程度， 它表示该地点地面和建筑物受破坏的程度（宏观烈度）， 也反映该地地面运动速度和加速度峰值的大小（定值烈 度）。地震烈度与建筑所在场地、建筑物特征、地面运动 加速度等有关。一次地震只有一个震级，而不同地点则会 有不同的地震烈度，用I来表示。 注：震级与烈度是不同的概念。
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（6）房屋附属物的破坏 突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间等）、烟囱、
女儿墙，由于“鞭端效应”引起破坏。房屋附属物的破 坏比下部主体结构破坏严重。6度区有所破坏，7度区普 遍 破坏，8-9度区几乎全部破坏或倒塌。
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2、 多层框架房屋的震害
（1）框架梁、柱和节点的震害
(d)
框架梁、柱的震害主要反映在梁柱节点处。柱的震害重 于梁，柱顶震害重于柱底，角柱震害重于内柱，短柱震害重
（2）震源、震中、震中距、震源深度
地面某处
震中距 震中
地面
浅源地震(震源深度＜60 km)
震源深度 地震波 中源地震(震源深度60 ~300km)
震源
深源地震(震源深度＞300 km)
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（3）地震基本烈度
地震的发生具有一定的随机性，通常采用概率的方法 来预测某地区在未来一定时间内可能发生地震的最大烈度， 一个地区的基本烈度是指在50年期限内，一般场地条件下 可能遭遇超过概率为10%的地震烈度值，该烈度称为地震基
与地震释放能量E（单位erg）之间有如下关系
lgE =1.5M + 11.8
释放的 能量 里氏震 级
当震级相差1级时，地面振幅相差 10倍。震级差1 级，能量相差32倍。
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抗震的基本知识
微震：M<2 有感地震：M=2~4 根据M的大小可地震分为： 破坏性地震：M>5 强烈地震：M=7~8
特大地震：M>8
于一般柱，震害情况如下：
①柱顶 柱顶周围有水 平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混 凝土压碎崩落
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②柱底 柱的底部常见的震害是在离地面或楼面
100mm～400mm处有环向的水平裂缝，其破 坏情况与柱顶相似 ③短柱 当有错层、夹层或有半高的填充墙， 或不适当地设置某些连系梁时，容易形 成 H/b≤4 （ H 为柱高； b 为柱截面的边长） 的短柱。一方面短柱能吸收较大的地震 剪力；另一方面短柱常发生剪切破坏，
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（2）墙角的破坏
由于墙角位于房屋尽端，
房屋对它的约束作用减弱，使
该处抗震能力相对降低，因此 较易破坏。此外，在地震过程 中当房屋发生扭转时，墙角处 位移反应较房屋其他部位大，
这也是造成墙角破坏的一个原
因。
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（3）内外墙连接处的破坏
内外墙连接处是房屋的薄弱部位，特别是有些建 筑内外墙分别砌筑，以直槎或马牙槎连接，这些部位 在地震中极易拉开。造成外纵墙和山墙外闪、倒塌等 现象。
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（4）楼梯间墙体的破坏 楼梯间除顶层外，一般层墙体计算高度较房屋其他部位墙
体小，其刚度较大，因而该处分配的地震剪力大，故容易造成 震害。而顶层墙体的计算高度又较其他部位的大，其稳定性差， 所以也易发生破坏。
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（5）楼板与屋盖的破坏
在强烈地震作用下，由于楼板支承长度不足，引起局部 倒塌，或其下部的支承墙体破坏倒塌，引起楼板与屋盖的破 坏。
号M表示。国际通用的是1935年里克特所提出的，故称为里 氏震级。
震级的原始定义是：在离震中 100km 处的坚硬地面上，
由标准地震仪（摆的自振周期为 0.8s ，阻尼为 0.8 ，放大倍 数为 2800倍）所记录的最大水平位移 A（单位为 μm）的常 用对数值，用公式表示为：M= lgA
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震级的大小直接与震源释放的能量大小有关，震级 M
形成交叉裂缝乃至脆断。
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④节点
梁柱节点区的破坏大都是因为节点区无箍筋或箍筋不
足，混凝土出现斜裂缝甚至挤压破碎，严重的纵向钢筋压
曲呈灯笼状。 ⑤角柱
房屋不可避免地要发生扭转，因此角柱所受剪力最大，
同时角柱又受有双向弯矩作用，而其约束又较具它部位柱 小，所以震害重于内柱。
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（2）填充墙的震害
框架结构的砖砌填充墙破坏较为严重，一般7度即出现裂 缝，端墙、窗间墙及门窗洞口边角部分裂缝最多，9度以上填 充墙大部分倒塌。其原因是在地震作用下，框架的层间位移 较大，填充墙企图阻止其侧移，因砖砌体的极限变形很小，
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12.1.3地震震害 1、 多层砌体房屋的震害 （1）墙体的破坏 在砌体房屋中，与水平地震作用方向平行的墙体是主 要承担地震作用的构件。这类墙体往往因为主拉应力强度 不足而引起斜裂缝破坏。由于水平地震反复作用，两个方 向的斜裂缝组成交叉型裂缝。由于多层房屋墙体下部地震
剪力大，交叉型裂缝在多层砌体房屋中一般是下重上轻。