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建筑结构抗震设计课件第1章第4-6节


6度远震
设计地震分为三组
如:对于Ⅱ类场地,第一、二、三组 的设计特征周期分别为:0.35s、0.40s、0.45s.
如:湖北省各地震设防地区均属第一组。
7度近震 7度远震
距离对峰值加速度ap的定性影响规律:
(1)随距离增加,ap减小;
(2)距离增加,持时增加;
(3)震中距越远,地震动的长周期分量越显著。
§1.5 地震地面运动的一般特征
地面运动的一般特征可用地面运动加速度记录曲线来说明。
1.地面运动最大加速度(峰值) 2.地面运动的周期(频谱) 3.强震的持续时间(持时)
地震动的特征通过地震动的振幅、频谱和持时三要素 来反映,分析地震动的影响因素,就是分析对地震动 三要素的综合影响的因素。
地震动的影响因素与影响地震烈度、震害的因素大致 相同,主要影响因素包括:
1、震级:地震震级的大小对地震动三要素的影响明 显,当震中距离相同时,震级越大,则振幅大、持时 长、长周期(低频)分量显著。
2、距离:对峰值加速度的定性影响规律很明确,而 两者之间的定量规律是一个很重要的研究内容,许多 人进行了研究。
3、场地:是指建筑物所在地,大体相当于厂区、居民点和自然
村的区域范围。
三、工程结构破坏现象
1、结构丧失整体性 2、承重结构强度不足
3、结构变形过大导致倒塌 4、结构构件连接支撑失效 5、地基失效
6、非结构构件破坏
§1.4 设计地震分组
请思考:图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作 用下,那座建筑更易破坏?
§1.4 设计地震分组
6度近震
设计地震分组是新规范新提 出的概念,用以代替旧规范设计 近震、设计远震的概念。
在宏观烈度大体相同 条件下,处于大震级远离 震中的高耸建筑物的震害 比中小级震级近震中的 情况严重得多。
§1.6 震害(Earthquake Damage)
一、直接灾害:
由地震的原生现象如地震断层错动,以及地震波 引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有: 1、地面破坏
如:地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等;
2、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等;
3、山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等;
1)场地土通常是指场地范围内一般深度在15-20m以内的地基 土。一般来说,基岩上地震动小,烈度低、震害轻;软土上地震动 大,烈度高,震害重;硬土上刚性结构震害重一些,长周期结构震 害轻一些,软土上则相反。例如1923年关东大地震,硬土上刚性结 构破坏重,软土上柔性结构破坏重。
场地土对地震动振幅的影响:
其中第(3)点是导致区分近震、中震和远震的原 因。产生这一特点的原因是:随距离增加,高频波动 衰减快,低频波动(长周期)衰减慢。
单从震级和距离上看,对于大地震、远距离场地, 地震动中的长周期成份显著,对长周期结构震害大, 而短周期结构损坏较小;而对于中小地震,在震中区, 则正好相反,以低层房屋(自振周期短)破坏为主。 这说明在很多情况下地震的破坏是有选择的。
3)地形的影响 (1)对振幅:一般突出山顶地震动放大,山脚缩小;斜坡形场 地,坡顶地震动放大,坡底缩小。 (2)对持时:与无地形影响的结果相比持时略有增长,但变化 不太大。 (3)对频谱的影响:对与山体自振周期接近的频谱放大。
4)局部地质构造的影响:如沉积盆地、土层下基岩大范围 隆起等,对地震动振幅、持时或频谱会产生影响。
2)土层厚度的影响 (1)对振幅的影响:土层厚度对振幅的影响与土层之下入射波 的频率成份有关。确切地说是与场地的自振频率(与土层厚度 关系密切)与入射地震波的卓越频率相关,当两者接近时,振 幅将发生较大的放大。 (2)对持时的影响:一般情况下,土层厚则持时长。因为当土 层变厚时,地震波在土层中的往复传播时间变得更长。 (3)对频谱的影响:土层厚度对频谱的影响可以通过分析场地 的自振周期来讨论。土层越厚则场地的自振周期越长,可以导 致对长周期地震动成份的放大;而土层薄,场地的自振周期短, 更易于放大短周期分量。
对位移影响,软土上比基岩上大; 对速度影响,软土上比 基岩上大; 对加速度影响:一般情况下软土上比基岩上大,但不 总是如此,因为软土上卓越周期长。对于强震非线性反应时,软土 地基可能出现“隔震”现象。
场地土对持时的影响 :其它条件不变的条件下,软土上持时长, 基岩上持时短。
场地土对频谱的影响 :一般情况下,硬土场地上地震动的高频 (短周期)成份丰富,而软土场地的低频(长周期)成份丰富.
2、水灾 由水坝决口或山崩拥塞河道等引起;
3、毒气泄漏、核泄漏等 由建筑物或装置破坏等引起;
4、瘟疫 由震后生存环境的严重破坏而引起.
三、工程结构破坏现象
1、结构丧失整体性 2、承重结构强度不足 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、结构变形过大导致倒塌
三、工程结构破坏现象
1、结构丧失整体性 2、承重结构强度不足 3、结构变形过大导致倒塌 4、结构构件连接支撑失效
5)断层的影响 断层断裂方向:破裂从一个局部开始,沿断层一个方向 或两个方向传播。破裂传播相当于移动源问题,导致多普 勒效应。破裂传播方向会影响地面运动的特性。
6)地下水的影响 地下水除对地震波的传播有一定影响外,最主要是可以影 响土层的液化。砂土液化时,液化土层对地震波的传播有 阻碍作用,消耗波动能量,使地震地面运动变小。但砂土 液化易引起地基失效,使结构基础破坏,即对结构的破坏 有两重性。
4、海啸。 海底地震引起的巨大海浪冲上海岸,可造成沿海地区
的破坏;
二、次生灾害
直接灾害发生后,破坏了自然或社会原有的平衡、稳 定状态,从而引发出的灾害。有时,次生灾害所造成的伤 亡和损失比直接灾害还大。
主要的次生灾害有:
1、火灾 由震后火源失控引起;
1923年日本关东地震, 东京市内227处起火,33处 未能扑灭造成火灾蔓,旧市 区烧毁约50%;横滨市烧毁 80%,死亡10万。1906年旧 金山大地震,大火烧了3天, 508个街区烧毁。
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