抗震设计基础理论
(2)面波:只限于在地面附近传播的波,也就是体波经 过地层界面多次反射形成的次生波。 面波包含:瑞雷波和洛夫波。 特点:周期长,振幅大,只在地表附近传播,比体波 衰减慢,能传播到很远的地方。
▲ 瑞雷波:传播时,质点在波的传播方向和地面法线组成的平面内 瑞雷波:传播时, 平面垂直的水平方向( ) (XZ)做椭圆形运动,而在与 平面垂直的水平方向(Y)没有 )做椭圆形运动,而在与XZ平面垂直的水平方向 振动,质点在地面上呈滚动形式。 振动,质点在地面上呈滚动形式。 洛夫波:传播时,质点只在与传播方向相垂直的水平方向( ) ▲ 洛夫波:传播时,质点只在与传播方向相垂直的水平方向(Y) 运动,在地面上呈蛇形运动形式。 运动,在地面上呈蛇形运动形式。
M = log A
▲ 地震按震级大小分为: 地震按震级大小分为: (1)微震 :小于 级,人感觉不到,只有仪器才能记录 )微震:小于2级 人感觉不到, 下来。 下来。 (2)有感地震:2-4级,人能感觉到。 )有感地震: 级 人能感觉到。 级以上地震, (3)破坏性地震:5级以上地震,能够引起不同程度破 )破坏性地震: 级以上地震 坏。 级以上地震。 (4)强烈地震或大震:7级以上地震。 )强烈地震或大震: 级以上地震 级以上地震。 (5)特大地震:8级以上地震。 )特大地震: 级以上地震
1.地震基本烈度 1.地震基本烈度
一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的 一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的 50 具有10% 10%的超越概率的地震烈度值称为该地区的基本 具有10%的超越概率的地震烈度值称为该地区的基本 烈度。 烈度。 相当于475年一遇的最大地震的烈度。 相当于475年一遇的最大地震的烈度。 475年一遇的最大地震的烈度 基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。 基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。 各地区的基本烈度由《中国地震动参数区划图》 各地区的基本烈度由《中国地震动参数区划图》 GB18306-2001)确定 确定。 (GB18306-2001)确定。 2. 中国地震烈度区划图 中国地震烈度区划图 见下图 见下图
表示一次地震释放能量的多少, 表示一次地震释放能量的多少 , 是一个衡量地震强度的 指标。一次地震只有一个震级。 指标。一次地震只有一个震级。 目前,国际上比较通用的是里氏震级, ▲ 目前,国际上比较通用的是里氏震级,即地震震级为
是标准地震仪(周期0.8s,阻尼系数 式中 A是标准地震仪(周期 ,阻尼系数0.8,放大 , 倍数2800倍的地震仪 ) 在距震中 倍的地震仪) 倍数 倍的地震仪 在距震中100km处记录的以微 处记录的以微 微米=10-6m)为单位的最大水平地动位移(单振 米( 1微米 微米 ) 为单位的最大水平地动位移( 幅)。 震级与震源释放能量的大小有关。震级每差一级, ▲ 震级与震源释放能量的大小有关。 震级每差一级,地震 释放的能量将相差32倍 释放的能量将相差 倍。
▲ 震源:断层形成的地方,即大量释放能量的地方。 震源:断层形成的地方,即大量释放能量的地方。 震源不是一个点,而有一定的范围和深度。 震源不是一个点,而有一定的范围和深度。 震中:震源正上方的地面位置。 ▲ 震中:震源正上方的地面位置。
2、按震源深浅程度分类
(1)浅源地震:震源深度在 )浅源地震:震源深度在60 km以内,一年 以内, 以内 中全世界所有地震释放能量的约 能量的约85%来自浅 中全世界所有地震释放 能量的约 来自浅 源地震。 源地震。 2)中源地震:震源深度在60-300 km, (2)中源地震:震源深度在60-300 km,一年 中全世界所有地震释放能量的约12%来自中 中全世界所有地震释放能量的约 来自中 源地震。 源地震。 ( 3) 深源地震 : 震源深度超过 ) 深源地震: 震源深度超过300 km, 一年 , 中全世界所有地震释放能量的约3%来自中源 中全世界所有地震释放能量的约 来自中源 地震。 地震。
3、地震烈度
▲ 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的 地面 强弱程度。 强弱程度。 主要与震中距离、地震大小、震源深度、 ▲ 主要与震中距离、地震大小、震源深度、地震的传播 介质、表土性质、 介质 、 表土性质 、 建筑物的动力特性和施工质量等许 多因素有关。 多因素有关。 对于一次地震,表示地震大小的震级只有一个, ▲ 对于一次地震,表示地震大小的震级只有一个,但它 对不同地点的影响是不一样的。一般来说, 对不同地点的影响是不一样的 。 一般来说 , 距离震中 越远,地震影响越小,烈度就越低;反之, 越远 , 地震影响越小 , 烈度就越低 ; 反之 , 地震烈度 就越高。 就越高。
▲ 地震序列:在一定时间内(一般是几十 地震序列:在一定时间 地震称为地震序列。 地震称为地震序列。 主震:在某一地震序列中, ▲ 主震:在某一地震序列中,其中最大的 一次地震叫主震。 一次地震叫主震。 前震:在主震之前发生的地震。 ▲ 前震:在主震之前发生的地震。 余震:在主震之后发生的地震。 ▲ 余震:在主震之后发生的地震。
(2)地震烈度表
地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。 地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。 我国在1980年制定了《中国地震烈度表》 我国在1980年制定了《中国地震烈度表》。 1980年制定了 《中国地震烈度表》将地震烈度分为1-12度。 中国地震烈度表》将地震烈度分为1 12度
1 绪论
抗震结构设计
三、地震波、震级及地震烈度
1、地震波 地震波
地震产生的地壳运动(振动) 地震产生的地壳运动(振动)以波的形式从 震源向各个方向传播并释放能量, 震源向各个方向传播并释放能量,这种波称为 地震波。 地震波。
地震波包含:体波和面波。
(1)体波:在地球内部传播的波。
体波包含:纵波和横波。
▲ 纵波:在传播过程中,介质质点的振动方向与波的前进方向一 纵波: 在传播过程中,
▲ 主震型地震: 在一个地震序列中, 若主震震 主震型地震 : 在一个地震序列中 , 级很突出, 级很突出,其释放的能量占全序列中的绝大部 叫主震型地震。是一种破坏性地震类型。 分,叫主震型地震。是一种破坏性地震类型。 震群型或多发型地震: 在一个地震序列中, ▲ 震群型或多发型地震 : 在一个地震序列中 , 若主震震级不突出, 若主震震级不突出,主要地震能量是由多个震 级相近地震释放出来的。 级相近地震释放出来的。 孤立型或单发型地震: 在一个地震序列中, ▲ 孤立型或单发型地震 : 在一个地震序列中 , 若前震和余震都很少,甚至没有, 若前震和余震都很少,甚至没有,绝大部分地 震能量都是通过主震一次释放出来的。 震能量都是通过主震一次释放出来的。
1 绪论
抗震结构设计
3.地震烈度 地震烈度
(1)定义及影响因素
一次地震对某一地区的地表和建筑物影响的平均强弱程度, 一次地震对某一地区的地表和建筑物影响的平均强弱程度,称 地震烈度,简称为烈度。 表示。 地震烈度,简称为烈度。用I表示。 一般而言,震级越大,烈度就越大。同一次地震,震中距小烈 一般而言,震级越大,烈度就越大。同一次地震, 度就高,反之烈度就低。影响烈度的因素,除了震级、震中距外, 度就高,反之烈度就低。影响烈度的因素,除了震级、震中距外, 还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。 还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。
1 绪论
抗震结构设计
《中国地震烈度区划图》 中国地震烈度区划图》
1 绪论
抗震结构设计
中国地震动参数区划图 3. 中国地震动参数区划图 2001.2.2国家质量技术监督局发布了《 2001.2.2国家质量技术监督局发布了《中国地震动 国家质量技术监督局发布了 参数区划图》 GB18306-2001), ),该图件中的设防水准 参数区划图》(GB18306-2001),该图件中的设防水准 50年 超越概率10% 该图件发布后, 10%。 为50年,超越概率10%。该图件发布后,地震基本烈度向 地震动参数过渡。 地震动参数过渡。 为方便设计,《抗震规范》附录A列出了我国主要城 为方便设计, 抗震规范》附录A 镇 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组。 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组。 如包头(除白云地区外的5个市辖区): 如包头(除白云地区外的5个市辖区): 抗震设防烈度为8 抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为 0.20g, 0.20g, 设计地震分组为第一组。 设计地震分组为第一组。
▲ 特点:构造地震分布广,危害大,是抗震结构设计研究 特点:构造地震分布广,危害大, 的主要对象。 的主要对象。 原因:岩层发生突然断裂或猛烈错动,产生振动源, ▲ 原因:岩层发生突然断裂或猛烈错动,产生振动源,振 动以波的形式传播到地面,形成构造地震。 动以波的形式传播到地面,形成构造地震。 地下岩层断裂时,往往不是沿着一个平面发生, 地下岩层断裂时 ,往往不是沿着一个平面发生, 而是形 成一个一系列裂缝组成的破碎地带, 成一个一系列裂缝组成的破碎地带 ,并且这个破碎地带 的所有岩层不可能同时达到新的平衡。因此,每次大地 的所有岩层不可能同时达到新的平衡。 因此, 震的发生一般都不是孤立的, 震的发生一般都不是孤立的 , 大地震前后总有很多次中 小地震发生。 小地震发生。
从实际地震时记录到的地震波可以看出,首先达 到的是纵波(初波、P波),接着是横波(次波、S 波),面波达到的最晚。 一般情况下,当横波或面波达到时,振幅增大, 地面振动最猛烈,造成的危害也最大。
2、震级
▲ 震级是表示一次地震本身强弱程度或大小的尺度,也是 震级是表示一次地震本身强弱程度或大小的尺度,
二、地震及其成因
1、按成因分类 、 (1)火山地震:由于火山爆发而引起的地震。 )火山地震:由于火山爆发而引起的地震。 这类地震在我国很少见。 这类地震在我国很少见。 2) 陷落地震: ( 2) 陷落地震 : 由于地表或地下岩层突然大规 模陷落或崩塌而造成的地震。这类地震的震级 模陷落或崩塌而造成的地震。 这类地震的震级 很小,造成的破坏也很少。 很小,造成的破坏也很少。 ( 3) 诱发地震 : 由于水库蓄水或深井注水等引 ) 诱发地震: 起的地震。 起的地震。 ( 4) 构造地震 : 由于地壳运动 , 推挤地壳岩层 ) 构造地震: 由于地壳运动, 使其薄弱部位发生断裂而引起的地震。 使其薄弱部位发生断裂而引起的地震。