地震基本知识
地震俗称地动,是一种具有突发性的自然现象。地震按其发生的原因,主要有火山地震、陷落地震、人工诱发地震以及构造地震。构造地震破坏作用大,影响范围广是房屋建筑抗震研究的主要对象。在建筑抗震设计中,所指的地震是由于地壳构造运动(岩层构造状态的变动)使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动,这种地面振动称为构造地震,简称地震。
地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源正上方的地面称为震中。震中附近地面运动最激烈,也是破坏最严重的地区,叫震中区或极震区。地面上某处到震源的距离叫震源距。震源至地面的距离称为震源深度。一般把震源深度小于60Km的地震称为浅源地震;60~300Km称为中源地震;大于300Km成为深源地震。中国发生的绝大部分地震均属于浅源地震。
地震波
地震引起的振动以波的形式从震源向四周传播,这种波就称为地震波。地震波按其在地壳传播的位置不同,分为体波和面波。
体波是在地球内部由震源向四周传播的波,分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波(P波)是由震源向四周传播的压缩波,介质质点的振动方向与波的传播方向一致,引起地面垂直振动,周期短、振幅小、波速快。横波(S波)传播的是由震源向四周传播的剪切波,介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,引起地面水平振动,周期长、振幅大、波速慢。
面波是体波经地层界面多次放射、折射形成的次生波。面波的质点振动方向比较复杂,既引起地面水平振动又引起地面垂直振动。当地震发生时,纵波首先到达,使房屋产生上下颠簸,接着横波到达,使范围产生水平摇晃,一般是当面波和横波都到达时,房屋振动最为激烈。
震级
地震的震级是衡量一次地震大小的等级,用符号M表示。地震的震级M,一般称为里氏震级。1935年由里希特首先提出了震级的定义。
当震级相差一级,地面振动振幅增加约10倍,而能量增加近32倍。一般说来,M<2的地震,人们感觉不到,称为微震;M=2~4的地震称为有感地震;M>5的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震;M>7的地震称为强烈地震或大地震;M>8的地震称为特大地震。
抗震设防
1.抗震设防目标
房屋结构的抗震设防目标,是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》明确提出了三个水准的抗震设防要求:
第一水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理可继续使用。
第二水准:当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,建筑物可能损坏,但经一般修理或不修理仍可继续使用。
第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。
即要求建筑物在遭到多发的小震(即多遇烈度)时做到结构上不损坏,而在遭到发生机率很小的大震(即罕遇地震)时允许结构破坏,但在任何情况下都不应使建筑物倒塌,不致造成人员伤亡。概括来说,抗震设防目标为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
建筑抗震设计时,我国《抗震规范》采用简化的两阶段设计方法。
第一阶段设计:按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性层间位移。
第二阶段设计:按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性层间位移。
第一阶段设计保证了第一水准的承载力要求和变形要求,第二阶段设计则旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求。而良好的抗震构造措施则有助于第二水准要求的实现。
2.建筑抗震设防分类
对于不同使用性质的建筑物,地震破坏所造成后果的严重性是不一样的。
因此,对于不同用途建筑物的抗震设防不宜采用同一标准,而应根据其破坏后果加以区别对待。为此,我国《抗震规范》将建筑物按其用途的重要性分为四类:
甲类建筑:指重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。这类建筑的破坏会导致严重的后果,其确定须经国家规定的批准权限批准。
乙类建筑:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。例如城市中生命线工程的核心建筑,一般包括供水、供电、交通、消防、通讯、救护、供气、供热等系统。
丙类建筑:指一般建筑,包括除甲、乙、丁类建筑以外的一般工业与民用建筑。
丁类建筑:指次要建筑,包括一般的仓库、人员较少的辅助建筑物等。
场地:是指建筑物所在地,其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围。
建筑物震害与
有关。