第一章-1-工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計地震基礎(chǔ)知識

第一章-1-工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計地震基礎(chǔ)知識第一頁，共67頁。工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計目錄

第一章地震基礎(chǔ)知識與工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防第二章場地、地基和基礎(chǔ)抗震第三章工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震驗算第四章砌體結(jié)構(gòu)的房屋抗震設(shè)計第五章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋抗震設(shè)計第六章結(jié)構(gòu)隔震、減震設(shè)計與制振技術(shù)簡介第二頁，共67頁。工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工程結(jié)構(gòu)抗震

是將地球物理學、地質(zhì)學、地震學、工程力學（材料力學、結(jié)構(gòu)靜力學、結(jié)構(gòu)動力學）、結(jié)構(gòu)工程學（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學、鋼結(jié)構(gòu)學、地基與基礎(chǔ)）、施工技術(shù)等多方面理論予以綜合，針對建造的建筑物在地震作用下必須安全這一目的而產(chǎn)生一門科學體系。學習本門課要達到如下目的掌握抗震的基本知識、基本理論、基本技能，了解抗震設(shè)計的一般規(guī)律；培養(yǎng)運用規(guī)范、標準，查閱技術(shù)資料的能力和抗震計算能力；了解結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的新理論、新方法及抗震理論、方法的發(fā)展趨勢。第三頁，共67頁。人為災(zāi)害：火災(zāi)、污染（大氣、水、海洋）、核泄漏、戰(zhàn)爭等；自然災(zāi)害：地震災(zāi)害是群災(zāi)之首，它具有突發(fā)性和不可預(yù)測性，以及頻度較高，并產(chǎn)生嚴重次生災(zāi)害，對社會也會產(chǎn)生很大影響等特點。

1.1地震災(zāi)害概述一、地震是群災(zāi)之首災(zāi)害自然災(zāi)害人為災(zāi)害Chapter1第1章地震基礎(chǔ)知識與工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防第四頁，共67頁。引致災(zāi)害的自然作用災(zāi)害類別氣象方面極端雨量太多洪災(zāi)太少干旱極端氣溫太高熱浪太低霜凍、大風雪極端強風臺風、龍卷風地貌方面板塊活動地震、海嘯、火山爆發(fā)重力作用泥石流、雪崩生物方面與動物、微生物有關(guān)蝗蟲、白蟻等蟲害細菌或病毒疾病︰如傷寒、“非典”、瘟疫與植物有關(guān)真菌病害︰如小麥的鐵銹病數(shù)量激增野草蔓延、赤潮自然災(zāi)害Chapter1第五頁，共67頁。死亡24人，經(jīng)濟損失94億美元。第六頁，共67頁。第七頁，共67頁。云林縣六市中山國寶二期大樓座落在大智路上，為12層鋼筋混凝土住宅和商務(wù)混合大樓，其中二棟自樓梯間相接處分裂，東側(cè)樓6層以下全部塌陷，并向東側(cè)倒在鄰房4層樓公寓上。西側(cè)樓5層以下全部倒塌，并向西傾倒在另一棟大樓上，柱子間距介于8米到10米，且柱子數(shù)量偏少。第八頁，共67頁。彰化縣員林鎮(zhèn)邦富貴名門大樓座落在中山路惠明街口，為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓。地震時其中一棟傾倒靠在呈L型平面大樓上，柱子間距7至10米。造成傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少，間距太大。第九頁，共67頁。第十頁，共67頁。

柱子內(nèi)埋設(shè)管線（水、排水、電、煤氣、電話）等，雖然節(jié)省了空間，但大大降低了柱子的有效承重截面積，造成破壞。

第十一頁，共67頁。第十二頁，共67頁。第十三頁，共67頁。唐山大地震1976年7月28日3時42分54秒，在河北省唐山、豐南一帶（東經(jīng)118.0度，北緯39.4度），發(fā)生了7.8級強烈地震，震中區(qū)烈度11度。地震波及天津市和北京市。這次地震發(fā)生在工礦企業(yè)集中、人口稠密的城市，極震區(qū)內(nèi)工礦設(shè)施大部分毀壞，主要表現(xiàn)為廠房屋頂塌落，圍護墻多數(shù)倒塌，高層建筑和一般民房幾乎全部坍塌。震區(qū)內(nèi)普遍發(fā)生鐵路路基下沉，鐵軌彎曲變形；公路路面開裂；橋墩錯動、傾倒，梁體移動及墜落等。但是地下礦井的破壞比地面建筑輕得多。

150萬人口中死亡24萬，傷16萬；直接經(jīng)濟損失100億元，震后重建費用100億元。第十四頁，共67頁。

唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，7.8級地震時倒塌一層，7.1級地震時除四根門柱外，全部坍塌。第十五頁，共67頁。

開灤煤礦醫(yī)院，為磚混結(jié)構(gòu)的五層樓房（局部七層），僅西部轉(zhuǎn)角殘存。第十六頁，共67頁。

唐山市開灤煤礦救護樓，為磚混結(jié)構(gòu)人字木屋架的三層樓房，墻倒頂塌。

第十七頁，共67頁。

唐山市河北省煤礦設(shè)計院，磚混結(jié)構(gòu)的樓房局部倒塌。第十八頁，共67頁。

唐山地區(qū)交通局，磚混結(jié)構(gòu)的三層辦公樓遭到破壞。（此處為唐山地震重點保護遺跡之一。）第十九頁，共67頁。

唐山市河北省礦業(yè)學院圖書館，三層高的閱覽室，系裝配式純框架結(jié)構(gòu)，西頭倒毀，東頭框架幸存。（此處為唐山地震重點保護遺跡之一。）

第二十頁，共67頁。唐山市機車車輛廠震后概貌。第二十一頁，共67頁。震后工廠廠區(qū)第二十二頁，共67頁。印度大地震

當?shù)貢r間2001年1月26日上午8時46分（北京時間2001年1月26日11時16分36.4秒，國際時間2001年1月26日03時16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦發(fā)生一次強烈地震。據(jù)印度地震部門測定，這次地震為里氏7.9級，震中位于北緯23.6度和東經(jīng)69.8度。至31日止，地震發(fā)生后已發(fā)生了196次余震。

死亡人數(shù)達16403人，受傷人數(shù)達55863人，經(jīng)濟損失45億美元。第二十三頁，共67頁。

為了省錢，近年興建的建筑物沒有抗震結(jié)構(gòu)，使地震的傷亡加重。第二十四頁，共67頁。震后現(xiàn)場情況第二十五頁，共67頁。第二十六頁，共67頁。座落在活斷層上的一座二層小學教學樓被完全摧毀。第二十七頁，共67頁。

7.8級地震造成達180公里的破碎帶，水平和垂直錯距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂縫、液化等地表破壞，同時造成建筑物的大量毀壞。第二十八頁，共67頁。

伊茲米特市一樓房底層空曠，結(jié)構(gòu)不合理，房屋整體傾斜，二樓成了一樓。第二十九頁，共67頁。地震時河床變形，導(dǎo)致跨河公路橋梁跨塌。第三十頁，共67頁。人員傷亡慘重第三十一頁，共67頁。汶川大地震2008年5月12日14時28分，四川發(fā)生8.0級強烈地震，震中位置位于成都北西側(cè)80km的汶川縣，震源深度14km，震中區(qū)烈度在11度。死亡近10萬人，受傷39萬人，受災(zāi)人口4500萬人。倒房450萬戶。汶川地震概況：震級Ms8.0，龍門山斷層，斷裂長度185km(主震),300km(余震)，震源深度:14km，宏觀烈度6-11，記錄的最大加速度峰值957.7cm/s2。汶川震區(qū)共發(fā)生余震13538次。其中：5.0～5.9級28次，6.0～6.4級5次。第三十二頁，共67頁?；滤窖蜎]民房，

山上滾石壓壞汽車。山體滑坡與地裂縫第三十三頁，共67頁。山體崩塌公路被毀

滑坡塌方淹沒房屋第三十四頁，共67頁。

公路上地面變形和地裂縫毀壞道路。第三十五頁，共67頁。砌體結(jié)構(gòu)震害

砌體結(jié)構(gòu)墻體是主要承重構(gòu)件，承受豎向荷載和水平地震作用；砌體具有脆性性質(zhì)，抗剪、抗拉和抗彎能力都很低，房屋的整體延性較差，因此抗震能力較差。凡未經(jīng)合理抗震設(shè)計的砌體房屋，破壞均相當嚴重。8度到10度區(qū)均有倒塌。

第三十六頁，共67頁。底層框架結(jié)構(gòu)破壞

底部框架結(jié)構(gòu)底層框架疊合塌落（北川11度區(qū)）。第三十七頁，共67頁。都江堰市華夏廣場小區(qū)，底部兩層整體倒塌，上部下坐，五層變成三層第三十八頁，共67頁。

框架結(jié)構(gòu)底層柱屈服，柱上下兩端出現(xiàn)塑性鉸?？蚣芙Y(jié)構(gòu)震害調(diào)查第三十九頁，共67頁。都江堰市某五層框架結(jié)構(gòu)，整體疊壓式倒塌第四十頁，共67頁?？蚣芙Y(jié)構(gòu)室內(nèi)樓梯梯段板，在反復(fù)荷載作用下，跨中出現(xiàn)貫穿裂縫或塑性鉸。樓梯破壞第四十一頁，共67頁。日本本州島大地震2011年3月11日13時46分在日本本州東海岸附近海域發(fā)生9.0級地震，震中位于宮城縣以東太平洋海域（北緯38.1,東經(jīng)142.6）震源深度24千米，屬于淺源地震。傷亡：地震已致14063人遇難，13691人失蹤。第四十二頁，共67頁。位于日本宮城縣仙臺市被地震損害的房屋第四十三頁，共67頁。位于日本茨城霞浦的鹿行大橋（右）因地震而倒塌，旁邊一座在建設(shè)中的大橋也受到波及。第四十四頁，共67頁。在日本仙臺港口上空拍攝的地震后散落的集裝箱第四十五頁，共67頁。在日本宮城縣東松島市一列列車因地震脫軌損壞第四十六頁，共67頁。熊熊大火燃燒下的建筑物

第四十七頁，共67頁。在日本東北部的福島縣，一座工廠在地震中倒塌

第四十八頁，共67頁。崎玉縣的工人在勘察道路受損情況

第四十九頁，共67頁。千葉縣浦安市的一條人行步道已經(jīng)在地震中塌陷

第五十頁，共67頁。肆虐而來的海嘯

第五十一頁，共67頁。震后又遭海嘯襲擊的慘狀

第五十二頁，共67頁。茨城縣水戶市某停車場的汽車已經(jīng)被壓在坍塌的石墻下

第五十三頁，共67頁。茨城縣等待外運的小汽車已被海嘯沖得七零八落第五十四頁，共67頁。海嘯襲來時的仙臺機場

第五十五頁，共67頁。福島縣的居民在查看道路和房屋受損情況

第五十六頁，共67頁。在日本名取市，強烈地震引發(fā)的海嘯襲擊一處居民區(qū)

第五十七頁，共67頁。美國加州北嶺地震（7.0級）

1994年1月17日，2400棟建筑被毀，多處高架公路橋受損，死亡61人，傷7300人，直接經(jīng)濟損失300億美元，保險損失104億美元。日本阪神地震（7.2級）

1995年11月17日，22萬棟房屋倒塌或嚴重損壞，死亡6348人，傷4萬人，經(jīng)濟損失1000億美元。

2010年4月14日5:39:57在青海省玉樹藏族自治州玉樹縣拉秀鄉(xiāng)日麻村，震中北緯33.1度，東經(jīng)96.6度，震源深度6千米，震級里氏7.1級，傷亡人數(shù)截止4月25日下午17時，造成2220人遇難，失蹤70人。中國青海玉樹地震（7.1級）第五十八頁，共67頁。二、我國的地震情況1.我國是一個多地震國家據(jù)統(tǒng)計，我國大陸地震約占世界大陸地震的三分之一。

原因是：我國正好介于地球的兩大地震帶之間。

全世界地震主要分布于以下兩個帶：（1）環(huán)太平洋地震帶：包括南北美洲的太平洋沿岸和從阿留申群島、堪察加半島、經(jīng)千島群島日本列島南下至我國臺灣省，再經(jīng)菲律賓群島轉(zhuǎn)向東南，直到新西蘭。

（2）喜馬拉雅——地中海地震帶：從印度、尼泊爾經(jīng)緬甸至我國橫斷山脈、喜馬拉雅山區(qū)，越帕米爾高原，經(jīng)中亞細亞到地中海及其附近。第五十九頁，共67頁。喜馬拉雅——地中海地震帶環(huán)太平洋地震帶以上兩個地震帶釋放的能量，約占全球所有地震釋放能量的98%。

第六十頁，共67頁。2.我國是一個地震災(zāi)害最嚴重的國家1920年寧夏海原地震（8.5級）死亡23.4萬人。1976年河北唐山地震（7.8級）死亡24.2萬人。

中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布廣，是一個震災(zāi)嚴重的國家。1900年以來，中國死于地震的人數(shù)達55萬之多，占全球地震死亡人數(shù)的53%；1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），其中涉及東部地區(qū)14個省份，造成27萬余人喪生，占全國各類災(zāi)害死亡人數(shù)的54%，地震成災(zāi)面積達30多萬平方公里，房屋倒塌達700萬間。20世紀全球兩次死亡20萬人以上的大地震均發(fā)生于我國。第六十一頁，共67頁。

我國歷史上最大的地震

1556年1920年1976年陜西華縣寧夏海原河北唐山

8.5級8.6級7.8級

80萬人23萬人24萬人第六十二頁，共67頁。3.我國的地震活動地區(qū)①臺灣省及其附近海域；②