《结构抗震基本知识》PPT课件

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1、工程结构抗震与防灾主讲人：黄雄军手机：13908049372E-mail：huangxj8@home.swjtu.edu.cn第1章结构抗震基本知识§1-1地震基本知识地震是一种经常发生的自然现象，只不过在发生小于四级地震时，人们没有感觉。但是，如果地震发生在人群居住地并且地震级别较大时，将给人们带来灾难甚至是灭顶之灾，例如：1976年的唐山大地震，2008年的四川汶川大地震及2013年4月的四川芦山地震。尽管目前人们尚不能控制及预测地震的发生，但是实践表明，设计出抗震性能优良的建筑物，则有可能减少地震带来的生命与财产损失。因此，为了抵

2、御和减轻地震灾害，有必要进行工程结构的抗震分析与设计。一、地球的构造地球：地球是一个平均半径约为6400km的椭圆球体。由外到内可分为三层，即地壳、地幔与地核。地壳：地球外表面的一层薄壳，平均厚度约为30km，最薄处约5km，地震多发于此。通常认为，地壳（地球最外层）是由一些巨大的板块所组成的，板块向下延伸的深度大约为70-100km。地幔主要由质地坚硬的橄榄岩组成。由于地球内部放射性物质不断释放热量，地球内部的温度随深度的增加而升高，导致地幔内物质的对流。地核是地球的核心部分，可分为内核与外核。二、地震的类型与成因地震安全成因主要分为

3、：构造地震火山地震水库引发地震矿山开发人工爆破其中，前两项为天然地震，后面为诱发地震。构造地震的成因主要有：1.断层说地球内部在不断运动的过程中，始终存在着巨大的能量，造成地壳岩层不停地连续变动，不断发生变形，产生地应力。当地应力产生的应变超过某处岩层的极限应变时，岩层就会发生突然断裂和错动。2.板块构造说地球表面的岩石层不是一块整体，而是由六大板块和若干小板块组成，即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。由于地幔物质的对流，板块一直在缓慢地相互运动，板块构造说认为：板块的构造运动是产生构造地震的根本原因。从局部

4、机制上分析，地球板块在运动过程中，板块之间的相互作用力会使地壳中的岩层发生变形。当这种变形积聚到超过岩石所能承受的程度时，该处的岩体突然断裂或错动，从而引起地震。三、世界的地震活动据统计，地球上平均每年发生震级8级以上、震中烈度11度以上的毁灭性地震2次；震级7级以上、震中烈度9度以上的大地震不到20次；震级在2.5级以上的有感地震15万次以上。三、我国的地震活动我国东临太平洋地震带，南接欧亚地震带，地震分布相当广泛。我国6个地震活动区：台湾及其附近海域喜马拉雅山脉活动区南北地震带天山地震活动区华北地震活动区东南沿海地震活动区五、近期世

5、界地震活动2004年12月26日印尼发生的地震为8.7级；2008年5月12日四川汶川发生的地震为8.0级；2010年1月12日海地发生的地震为7.3级；2010年2月27日智利发生的地震为8.8级；2011年3月11日日本发生的地震为9.0级，引发海啸与核泄漏，以致造成巨大的灾难；2013年4月20日四川芦山发生的地震为7.0级；§1-2地震的基本术语一、震源和震中地球内部由于某种原因发生振动，并以波的形式传递到地表引起地面震动内部发生振动的地方称之为震源震源在地表的投影叫震中震源至地面的垂直距离叫震源深度根据震源深度将地震划分为：浅

6、源地震——震源深度小于60km；中源地震——震源深度在60km-300km之间；深源地震——震源深度大于300km；其中，浅源地震的破坏性为最大。二、地震波地震由于地下岩体发生断裂、错动产生震动并以波的形式从震源向外传播，即为地震波，可分为体波与面波。（1）体波体波是指通过地球本体内传播的波，包含纵波、横波。纵波：质点振动方向与波的传递方向一致的波。横波：质点振动方向与波的传递方向垂直的波。纵波：压缩波，无论是在固体内还是液体内均能传播；周期短、振幅小，在地面引起上下颠簸运动。横波：剪切波，只能在固体内传播；周期较长，振幅较大，引起地面

7、水平方向的运动。（2）面波面波是指介质表面或地球表面及其附近传播的波，一般认为是体波经地层界面多次反射形成的次生波，包含瑞雷波和乐普波。瑞雷波传播时，质点在波的前进方向与地表法向组成的平面内作逆向椭圆运动。这种运动形式被认为是形成地面晃动的主要原因。乐夫波传播时，质点在与波的前进方向垂直的水平方向运动，在地面上表现为蛇形运动。瑞雷波振动轨迹剖面(a)和射线(b)地震波的传播速度，以纵波最快、横波次之，面波最慢。所以，在地震发生的中心地区人们的感觉是，先上下颠簸，后左右摇晃。当横波或面波到达时，地面振动最为强力，产生的破坏作用也最大。在离

8、震中较远的地方，地震波衰减，地面振动减弱，破坏作用也就减轻。三、地震震级地震震级是表示地震本身大小的一种度量。其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的。例如某时某地发生了里氏7级地震。地震震级M与震幅的关系